【PCN-224纳米颗粒】金属有机框架与生物聚合物的协同结合用于先进抗癌治疗

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摘要：
MOF纳米颗粒作为药物递送载体具高孔隙率和可调性，但存在药物提前释放问题。本文构建HA修饰的PCN-224纳米系统，通过Zr簇与HA的配位键形成“门控”，实现CD44过表达癌细胞靶向递送、酶响应释药，结合化疗与光动力治疗提升抗癌效果。

研究背景：
1. 行业问题和研究现状：传统抗癌药物递送系统难兼顾高载药量、胶体稳定性等需求，MOF虽具潜力，但存在水相胶体不稳定、药物提前释放等问题，学者通过MOF封装药物等方式改进，但效果有限。
2. 本文创新：将HA作为酶响应“门控”修饰PCN-224，利用HA与CD44的特异性结合及癌细胞内透明质酸酶响应，实现靶向释药，同时结合PCN-224的光动力治疗特性，构建 chemo-PDT 联合疗法系统。

实验部分：
1. 材料合成：PCN-224经溶剂热法合成；Dox-PCN通过PCN-224与Dox在DMSO中搅拌24h制得，载药量108%；HA-Dox-PCN由Dox-PCN与HA水溶液搅拌24h制备。
2. 性能测试：进行药物释放实验，HA-Dox-PCN在400U/mL透明质酸酶作用下触发释药；细胞实验中，对HeK293T、MDA-MB-231等细胞进行摄取和毒性测试。
3. 理论计算：通过MD模拟和DFT计算，探究HA与PCN-224的结合机制及配位键形成过程。

分析测试：
1. 结构表征：PCN-224的BET比表面积为2296(8)m²/g，Dox-PCN为1353(5)m²/g；TEM显示HA-Dox-PCN粒径约90nm，DLS测得水动力半径约250±20nm。
2. 表面性质：PCN-224 ζ电位为+27mV，HA-Dox-PCN为-34mV；荧光滴定得HA与PCN-224结合常数Ks为2.9×10¹¹M⁻¹（高分子量HA）。
3. 性能测试：ABDA实验证实PCN-224和HA-Dox-PCN可产生单线态氧；细胞实验显示HA-Dox-PCN对CD44阳性癌细胞选择性摄取，联合治疗下细胞毒性显著提升。
4. 机理揭示：HA通过多价配位键与PCN-224稳定结合，透明质酸酶降解HA触发释药，PCN-224的卟啉配体产生单线态氧实现光动力治疗。

总结：
1. 主要结果：成功构建HA-Dox-PCN系统，具高载药量、胶体稳定性和靶向性，联合治疗对耐药癌细胞有效。
2. 创新突破：通过HA“门控”解决MOF药物提前释放问题，实现靶向 chemo-PDT 联合治疗。
3. 潜在意义：为癌症精准治疗提供新策略，为MOF在药物递送领域的应用拓展新思路。

MOF × Biopolymer: Collaborative Combination of Metal−Organic Framework and Biopolymer for Advanced Anticancer Therapy
文章作者：Kibeom Kim, Sungmin Lee, Eunji Jin, L. Palanikumar, Jeong Hyeon Lee, Jin Chul Kim, Jung Seung Nam, Batakrishna Jana, Tae-Hyuk Kwon, Sang Kyu Kwak, Wonyoung Choe, Ja-Hyoung Ryu
DOI：10.1021/acsami.9b05736
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b05736

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