American Journal of Drug Delivery and Therapeutics Offener Zugang

Abstrakt

Nichtthermische elektromagnetische Felder zur Auslösung der Wirkstofffreisetzung aus Magnetoliposomen mit hohem Tm-Wert

Petralito S

Heutzutage bieten Forschung und Entwicklung im Bereich der Technologie eine Quelle für Neuheiten in vielen Bereichen. Die Ergebnisse der Nanowissenschaft und der Nanopartikel bilden hier keine Ausnahme. Nanopartikel sind einfach Partikel im Nanogrößenbereich (10−9 m), normalerweise <100 nm groß. Dank ihrer sehr geringen Größe und Ausdehnung weisen sie einzigartige elektronische, optische und magnetische Eigenschaften auf, die für die Verabreichung von Medikamenten genutzt werden können. Sie werden im Bereich der Medikamentenverabreichung auch als Nanovektoren bezeichnet und sind herausfordernde neue Werkzeuge für die kontrollierte Freisetzung von Medikamenten, da sie die beiden wichtigsten Kriterien für die medizinische Dreifachversorgung erfüllen können, nämlich räumliche Platzierung und zeitliche Verabreichung. Es gibt einzigartige Techniken, die auf der Grundlage der Interaktion zwischen magnetischen Nanopartikeln und Liposomen für die Erkennung von Metallen entwickelt wurden. Die Interaktion zwischen diesen nanogroßen Materialien mit Zellen oder anderen Biomolekülen hat eine große medizinische Anwendung sowie Zellbildgebung, Bakterienidentifizierung, Krebserkennung und Medikamentenverabreichung. Ein Team aus Chemieingenieuren hat ein brandneues System zur präzisen Verabreichung des Arzneimittels entwickelt, indem es moderne Nanopartikel in eine Zyste einführt, die durch nicht-invasive magnetische Kraftfelder aktiviert werden können.

Der Energietransfer erfolgt durch die Deaktivierung des Donors und die Bildung des Akzeptors im elektronisch angeregten Zustand über zwei verschiedene Mechanismen. Einer ist FRET, der über einen Mechanismus durch den Raum abläuft: Er erfordert die Überlappung zwischen den Emissionsspektren des Donors und der Absorption des Akzeptors und wird durch die semipermanente Dipol-Dipol-Wechselwirkung zwischen einem Donormolekül im angeregten Zustand und einem Akzeptormolekül im Zustand erhalten. Der andere ist DET, der über einen Mechanismus durch Bindungen abläuft.

Magnetic nanoparticles with superparamagnetic properties have attracted exaggerated attention for applications in biomedicine, as they exhibit a robust magnetization only if associate degree external magnetic flux is applied. Magnetoliposomes (MLs) are the mix of liposomes with encapsulated magnetic nanoparticles. These hybrid nanocarriers are showing vital medicine application prospects. However, it's essential that nanoparticles exhibit superparamagnetism, this causes nanoparticles to become at risk of sturdy magnetization. once the magnetic flux is applied, they orient toward this field, however don't retain permanent magnetization within the absence of magnetic flux.

Methodology:

SPIONs are tiny artificial artificial (maghemite), Fe3O4 (magnetite) or α-Fe2O3 (hermatite) particles with a core starting from ten nm to a hundred nm in diameter. additionally, mixed oxides of iron with transition metal ions like copper, cobalt, nickel, and Mn, ar glorious to exhibit superparamagnetic properties and additionally make up the class of SPIONs. However, magnetic iron-ore and magnetic nanoparticles are the foremost wide used SPIONs in numerous medicine applications.

The morphology of Fe2O3 nanoparticles has been glorious to be littered with many factors, as well as the reaction conditions and chemicals concerned. within the presence of surfactants with large organic compound chain structures, like oleylamine and adamantane paraffin, the steric hindrance exerted by surfactants has been shown to have an effect on the form of growing crystals of iron compound throughout synthesis.11 the form of magnetic nanoparticles has not been extensively studied as so much as its impact on biodistribution of SPIONs is concern.

SPIONs have associate degree organic or inorganic coating, on or among that a drug is loaded, and that they ar then guided by associate degree external magnet to their target tissue. These particles exhibit the development of “superparamagnetism”, ie, on application of associate degree external magnetic flux, they become magnetic up to their saturation magnetization, and on removal of the magnetic flux, they now not exhibit any residual magnetic interaction. This property is size-dependent and usually arises once the dimensions of nanoparticles is as low as 10–20 nm. At such alittle size, these nanoparticles don't exhibit multiple domains as found in massive magnets; on the opposite hand, they become one magnetic domain and act as a “single super spin” that exhibits high magnetic susceptibleness. Thus, on application of a magnetic flux, these nanoparticles offer a stronger and a lot of speedy magnetic response compared with bulk magnets with negligible remanence (residual magnetization) and coercivity.

Dieser Superparamagnetismus, der für Nanopartikel charakteristisch ist, ist für ihre Verwendung als Arzneimittelträger äußerst wichtig, da diese Nanopartikel unter dem Einfluss eines angelegten Magnetfelds Arzneimittelmoleküle praktisch zu ihrem Zielort im Körper ziehen. Darüber hinaus behalten die magnetischen Partikel nach dem Entfernen des angelegten magnetischen Flusses bei der Temperatur keinen Restmagnetismus und verklumpen daher nicht (d. h. sie werden einfach dispergiert), wodurch sie der Aufnahme durch Phagozyten entgehen und ihre Halbwertszeit im Blutkreislauf verlängern. Darüber hinaus verursachen SPIONs dank einer vernachlässigbaren Tendenz zur Verklumpung keine Gefahr einer Okklusion oder Blockierung von Blutkapillaren.

Ergebnisse:

Die magnetischen Eigenschaften von Magnetoliposomen auf Basis von Supermagnet-Eisenverbindungsnanopartikeln (SPIONs) ermöglichen verschiedene Therapien durch magnetisch gesteuerte Arzneimittelverabreichung und Hyperthermie. Bei diesem Ansatz werden sie als stimulierende Träger betrachtet, da sie das Potenzial haben, als „Fernschalter“ zu fungieren, der die Wirkung des Arzneimittels aktivieren oder deaktivieren kann, abhängig von der Anwesenheit oder Abwesenheit des Stimulans. Kürzlich hat eine Pilotstudie die Durchführbarkeit einer gut gesteuerten Verabreichung durch einen magnetischen Fluss mit einer Intensität, die deutlich unter den in der Literatur berichteten liegt, bestätigt. Bei diesem Ansatz wurde eine kontrollierte Freisetzung durch einen magneto-nanomechanischen Ansatz ohne großen Temperaturanstieg erreicht. Insbesondere wurden Signale, die durch nichtthermische alternierende Magnetfelder (AMFs) oder nichtthermische periodische magnetische Kraftfelder (PEMFs) erzeugt wurden, auf Magnetoliposomen mit hoher Übergangstemperatur (High-Tm-MLs) angewendet, die zerfließende SPIONs einfangen, was sich als interessante und vielversprechende stimuligesteuerte Arzneimittelverabreichungssysteme herausstellte.