전기장 반응성 미셀에 대한 MD 시뮬레이션 접근법의 검증 및 약물 전달에의 적용

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2665(2023) 이 기사 인용

718 액세스

1 인용

측정항목 세부정보

현재 연구에서는 외부 자극과 원하는 수용성에 반응하여 활성 연결성을 갖는 새로운 유형의 미셀이 설계되었습니다. 2개의 말단 장식 단일 중합체인 폴리스티렌-베타-시클로덱스트린(PS-β-CD)과 폴리에틸렌 산화물-페로센(PE-FE)은 게스트에 의해 초분자 미셀(PS-β-CD/PE-FE)로 응집될 수 있습니다. 호스트 상호 작용. 우리의 결과는 Lennard-Jones와 소수성 상호 작용이 미셀 형성 과정의 주요 강력한 힘임을 보여주었습니다. 미셀 시스템의 가역적 조립-해체에서 전기장이 원동력 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 또한, 처음으로 아나스트로졸(ANS) 및 미토마이신 C(MIC) 항암제와의 약물 전달 시스템으로서 PS-β-CD/PE-FE 미셀 상호작용을 조사했습니다. PS-β-CD/PE-FE 미셀과 약물 사이의 총 에너지에 대한 조사는 약물 흡착 과정이 유리한 것으로 예측합니다(Micelle@ANS 및 Micelle@MIC 복합체에 대해 각각 Etotal = - 638.67 및 - 259.80 kJ/mol). . 우리의 결과는 미셀 형성 과정, 전기장 반응 및 미셀의 약물 흡착 거동에 대한 깊은 이해를 제공합니다. 이 시뮬레이션 연구는 고전적인 분자 역학 계산을 사용하여 수행되었습니다.

요즘, 특히 약물 전달 분야에서 나노의학 응용을 위한 최신 나노 규모 시스템이 많은 주목을 받고 있습니다. 항암제의 효과는 세포와 조직 내 비전담 분포로 인해 감소하는 경우가 많으며, 이들 약물 중 일부는 빠르게 대사되거나 체내에서 배설됩니다. 따라서 신체의 질병 부위를 정확하게 표적으로 삼는 나노 운반체를 사용하는 것이 필수적입니다. 과학 소재와 의약품 분야의 눈부신 발전으로 인해 다양한 크기, 구조, 표면 특성을 지닌 다양한 나노운반체가 사용되어 왔습니다. 이러한 고분자 나노입자 중에서 금속 산화물 프레임워크, 덴드리머, 리포솜 및 미셀을 언급할 수 있습니다1,2. 미셀 어셈블리에 약물을 결합하는 것은 치료 지수와 용해도를 높이는 적절한 방법입니다3,4. 얻은 실험 결과는 고분자 미셀의 기능과 구조를 최적화하면 암 치료 응용 및 제한된 혈관 구조를 가진 내성 암 치료를 위해 세포 내 환경에 민감한 초분자 장치를 개발하기 위한 좋은 공식을 제공한다는 것을 보여줍니다. 상대적으로 작은 크기와 대규모로 미셀을 만들 수 있는 가능성은 다른 약물 전달 전략과 비교할 수 없는 두 가지 장점입니다. 따라서, 작은 크기의 미셀 시스템은 체내에 캡슐화된 약물 분자의 성능을 실질적으로 향상시킬 수 있습니다. 이는 간단한 약물 제제화와 제조 용이성을 가능하게 합니다. 다른 첨단 약물 전달 시스템(DDS)은 준비가 복잡하고 안정적이고 지속적인 대규모 생산을 방해하는 고유한 문제를 가지고 있습니다. 미셀의 이러한 두 가지 장점은 1차 약물 제제 기술로 수용되는 데 박차를 가했습니다5,6.

아나스트로졸(ANS, 그림 S1A)은 유방암 치료에 잘 알려진 항암제입니다7,8,9. ANS는 전반적인 에스트로겐 수준을 감소시키는 아로마타제 억제제이며, 또한 이 억제제는 안드로겐이 에스트로겐으로 전환되는 것을 차단합니다. ANC 약물의 심각한 부작용으로는 고혈압, 안면 홍조, 순환 장애 등이 있습니다.10,11.

Mitomycin C(MIC, 그림 S1B)는 DNA 알킬화 인자로, 다양한 질병 연구 분야, 특히 암 치료12,13,14에서 폭넓게 고려되고 있습니다. 임상적으로는 대장암, 폐암, 췌장암, 위암 등 다양한 암의 치료에 활용되어 왔습니다.15. MIC는 우수한 항종양 효과를 나타내지만, 주사 부위에서 혈관외 누출을 방지하기 위해 정맥 투여 시 주의를 기울여야 합니다. 또한, 비특이적 DNA 알킬화 능력으로 인한 높은 독성으로 인한 괴사 가능성을 피하기 위해 카테터 부위를 주의 깊게 모니터링해야 합니다. 이러한 모든 단점은 암 치료에서 ANC 및 MIC의 추가 사용을 크게 제한합니다. 따라서 본 연구에서는 이러한 제한을 극복할 수 있는 적절한 DDS를 제안하였다. 약물의 생체 이용률은 활성 약물이 전신 순환계로 들어가 작용 부위에 접근하는 정도와 속도를 말하며 부분적으로 약물의 설계와 제조에 따라 달라집니다. 약물의 생체 이용률이 좋지 않은 것은 주로 수성/지질 용해도가 낮고 원형질막 투과성이 낮기 때문입니다16,17.