澳洲研究人員利用逐疊(layer-by-layer, LbL)組裝法,首度製造出一系列具有不同寬高比(aspect ratio)的聚合物膠囊,並且研究這些膠囊如何與生物細胞產生交互作用。實驗顯示細胞攝取球狀膠囊的速度快過柱狀膠囊,這項結論對於使用此類結構來輸送藥物的效率而言相當重要。
聚合物膠囊可用來在生物細胞內遞送藥物,尤其是以逐層組裝法製備的膠囊。然而,有很多因素會影響膠囊輸送藥物的效率,其物理及化學性質便是一例,而這些性質又與其大小、形狀與表面化學有關。因此,如何控制這些性質成為重要的研究課題。膠囊的寬高比也是一基本的設計參數,調整該比值有助於膠囊粒子穿透進入腫瘤細胞內。科學家們已經證實了球形金粒子(寬高比低)較金奈米柱(寬高比高)更容易進入生物細胞內;球狀聚乳酸-甘醇酸微粒同樣較橢圓狀粒子更容易為細胞所吸收。
墨爾本(Melbourne)大學的Frank Caruso等人利用聚合物PMASH與PVPON製作具有不同寬高比的聚合物膠囊,並探討此因素如何影響膠囊進入生物細胞的能力。研究人員首先將多層聚合物連續沉積在二氧化矽模板上,然後讓硫醇基氧化形成二硫鍵,來穩定此多層PMASH。接著溶解掉二氧化矽模板,使PVPON從此多層結構中釋出,最後形成單一成分二硫鍵結的PMASH膠囊。團隊成員Yan Yan表示,這些膠囊保有從成長模板所獲得的形狀,所以選擇不同的二氧化矽模板便能調控膠囊的寬高比。
墨爾本研究團隊使用流式細胞儀(flow cytometry)及其成像技術,發現較大寬高比的膠囊進入海拉(Hela)細胞株的速度比寬高比小者慢;螢光顯微鏡分析也確認了此觀察結果。Yan表示他們的研究僅是開端,顯示了藥物輸送膠囊的形狀對於細胞攝取十分重要。
該團隊計畫將此實驗推廣至其他聚合物系統及不同的生物環境,未來的工作包含研發更多形狀與化學成分的膠囊,並且探討膠囊於體外及體內的交互作用。詳見ACS Nano|DOI: 10.1021/nn3046117。
原始網站:http://nano.nchc.org.tw/
譯者:Yann-Bor Chen (Texas A&M University-Commerce)
責任編輯:劉家銘