stringtranslate.com

Ацеталированный декстран

Ацеталированный декстран — это биоразлагаемый полимер на основе декстрана , который имеет модифицированные ацеталем гидроксильные группы. После синтеза гидрофильный полисахарид декстран становится нерастворимым в воде, но растворимым в органических растворителях . Это позволяет обрабатывать его так же, как и многие полиэфиры , например, поли(молочная-со-гликолевая кислота) , посредством таких процессов, как испарение растворителя и эмульсия . [1] Ацеталированный декстран структурно отличается от ацетилированного декстрана.

История

Ацеталированный декстран был впервые описан в 2008 году в лаборатории Жана Фреше в Калифорнийском университете в Беркли в колледже химии . [2] [3] Эта версия ацеталированного декстрана, часто сокращенно называемая Ac-DEX, содержит декстран и чрезвычайно низкие уровни ацетона и метанола в качестве продуктов распада. В 2012 году в лаборатории Кристи Эйнсли в Университете штата Огайо в фармацевтическом колледже синтез полимера был изменен для высвобождения этанола вместо метанола при распаде. [4] Версия ацеталированного декстрана, производящая этанол, часто сокращенно называется Ace-DEX.

Характеристики

Циклические и ациклические ацетали на ацетилированном декстране, который распадается на декстран, ацетон и этанол.

В процессе синтеза ацетилированного декстрана образуются как ациклические, так и циклические ацетали. Ациклические ацетали распадаются на ацетон и спирт , тогда как циклические ацетали распадаются на ацетон . Соотношение циклических и ациклических ацеталей меняется в зависимости от времени реакции, поскольку ациклические ацетали кинетически более предпочтительны, а циклические ацетали — термодинамически . [5] Это уникальное образование циклических и ациклических ацеталей приводит к различному времени распада, поскольку две ацетальные группы гидролизуются с разной скоростью. Время распада ацетилированного декстрана может варьироваться от часов до месяца и более при pH 7,2. [4] [5] [6] Кроме того, ацетилированный декстран уникален тем, что он чувствителен к кислоте. Таким образом, при более низком pH ацетилированный декстран разлагается быстрее, что приводит к образованию полимера, который разлагается примерно на два порядка быстрее при pH 5 по сравнению с pH 7. Чувствительность Ac-DEX к кислоте продемонстрировала, что при формулировании в наночастицы, инкапсулирующие белковый антиген , происходит более эффективная презентация антигена как MHC класса I , так и MHC класса II по сравнению с другими некислотно-чувствительными полимерами, такими как PLGA , и неразлагаемыми материалами, такими как наночастицы золота. [5]

Приложения

Из-за способности ацетилированного декстрана быстрее разлагаться в средах с низким pH , таких как фаголизосома макрофага или дендритной клетки , он использовался в качестве полимерных микро / наночастиц . Ацетилированный декстран изначально был разработан как носитель вакцины, но использовался для доставки лекарств , тканевой инженерии и доставки вакцин от инфекционных заболеваний . [1] [7] Его уникальные скорости разложения привели к тонко настроенному высвобождению терапевтических белков [8] и элементов вакцины. [9] [10]

Ac-DEX также показал, что позволяет хранить белки вне холодовой цепи . [11]

Формирование наночастиц с Ac-DEX может быть осуществлено с помощью стандартных методов, таких как эмульсия, распылительная сушка и электрораспыление. [12] С помощью обработки ультразвуком неорганические наночастицы были внедрены в частицы Ac-DEX для получения композитного материала для терапии рака. "Колючие наночастицы против рака". статья . Вайнхайм, Германия. 2017-03-09 . Получено 2024-09-16 .Также они использовались в качестве основного материала для покрытия клеточных мембран. [13]

Ссылки

  1. ^ ab Bachelder, EM; Pino, EN; Ainslie, KM (февраль 2017 г.). «Ацеталированный декстран: настраиваемый и кислотолабильный биополимер с простым синтезом и рядом применений». Chem Rev. 117 ( 3): 1915–1926. doi :10.1021/acs.chemrev.6b00532. PMID  28032507.
  2. ^ Bachelder, EM; Beaudette, TT; Broaders, KE; Dashe, J; Fréchet, JM (август 2008 г.). «Ацеталь-дериватизированный декстран: биоразлагаемый материал, чувствительный к кислоте, для терапевтических применений». Журнал Американского химического общества . 130 (32): 10494–5. doi :10.1021/ja803947s. PMC 2673804. PMID  18630909 . 
  3. ^ Фреше, Дж. М.; Бахельдер, Э. М.; Бодетт, Т. Т.; Бродерс, К. Э. «Кислоторазлагаемые и биоразлагаемые модифицированные полигидроксилированные материалы». Google Patent .
  4. ^ ab Kauffman, KJ; Do, C; Sharma, S; Gallovic, MD; Bachelder, EM; Ainslie, KM (август 2012 г.). «Синтез и характеристика ацеталированного полимера декстрана и микрочастиц с этанолом в качестве продукта деградации». ACS Appl Mater Interfaces . 4 (8): 4149–55. doi :10.1021/am3008888. hdl : 1811/86186 . PMID  22833690.
  5. ^ abc Broaders, KE; Cohen, JA; Beaudette, TT; Bachelder, EM; Fréchet, JM (апрель 2009 г.). «Ацеталированный декстран — химически и биологически настраиваемый материал для иммунотерапии частицами». PNAS . 106 (14): 5497–502. Bibcode :2009PNAS..106.5497B. doi : 10.1073/pnas.0901592106 . PMC 2666992 . PMID  19321415. 
  6. ^ Чен, Н.; Кольер, МА; Галлович, МД; Санчес, СС; Фернандес, Э.К.; Бачелдер, Э.М.; Эйнсли, К.М. (октябрь 2016 г.). «Деградация ацетилированного декстрана может быть в целом настроена на основе покрытия циклическим ацеталем и молекулярной массы». Int J Pharm . 512 (1): 147–157. doi :10.1016/j.ijpharm.2016.08.031. PMID  27543351.
  7. ^ Ван, С.; Фонтана, Ф.; Шахбази, МА; Сантос, Х. (2021). «Нано- и микрочастицы на основе ацеталированного декстрана: синтез, изготовление и терапевтическое применение». Chem Commun . 57 (35): 4212–4229. doi :10.1039/D1CC00811K.
  8. ^ Суарес, С; Гровер, ГН; Брейден, РЛ; Кристман, КЛ; Альмутаири, А (2013). «Настраиваемое высвобождение белка из микрочастиц ацеталированного декстрана: платформа для доставки терапевтических белков в сердце после инфаркта миокарда». Биомакромолекулы . 14 (11): 3927–35. doi : 10.1021/bm401050j. PMC 3910395. PMID  24053580. 
  9. ^ Чен, Н.; Галлович, М.Д.; Тиет, П.; Тинг, Дж.П.; Эйнсли, К.М.; Бачелдер, Э.М. (2018). «Исследование платформы микрочастиц на основе настраиваемого ацеталированного декстрана для оптимизации эффективности вакцины против гриппа на основе M2e». Журнал контролируемого выпуска . 289 : 114–124. doi :10.1016/j.jconrel.2018.09.020. PMC 6365168. PMID  30261204 . 
  10. ^ Д'Лима, Джессика (4 сентября 2018 г.). «Реагирующая на стимулы доставка лекарств: новый способ лечения подагры». Advanced Science News . Wiley . Получено 31 декабря 2018 г. .
  11. ^ Kanthamneni, N; Sharma, S; Meenach, S; Billet, B; Zhao, J; Bachelder, E; Ainslie, K (июль 2012 г.). «Повышенная стабильность пероксидазы хрена, инкапсулированной в микрочастицы ацеталированного декстрана, хранящиеся вне условий холодовой цепи». Int J Pharm . 431 (1–2): 101–10. doi :10.1016/j.ijpharm.2012.04.043. PMID  22548844.
  12. ^ Ван, С.; Фонтана, Ф.; Шахбази, МА; Сантос, Х. (2021). «Нано- и микрочастицы на основе ацеталированного декстрана: синтез, изготовление и терапевтическое применение». Chem Commun . 57 (35): 4212–4229. doi :10.1039/D1CC00811K.
  13. ^ Джакария, М.Дж.; Сорхдини, П.; Янг, Д.; Чжоу, З.; Минах, С. (2022). «Наночастицы, покрытые мембраной легочных клеток, способные к усиленной интернализации и транслокации в легочных эпителиальных клетках». Int J Pharm . 613 : 121418. doi : 10.1016/j.ijpharm.2021.121418. PMC 8792290. PMID  34954003 .