Nanodetoxifierea rolului emergent al nanomaterialelor în tratamentul intoxicației cu medicamente

Lauren M Graham

1 Departamentul de chimie și biochimie, Universitatea din Maryland, College Park, MD 20742, SUA

Thao M Nguyen

1 Departamentul de chimie și biochimie, Universitatea din Maryland, College Park, MD 20742, SUA

Sang Bok Lee

1 Departamentul de chimie și biochimie, Universitatea din Maryland, College Park, MD 20742, SUA

2 Graduate School of Nanoscience & Technology (WCU), Korea Advanced Institute of Science & Technology (KAIST), Daejeon 305-701, Korea

Abstract

Tratamentul pentru intoxicație implică neutralizarea sau eliminarea unui compus toxic, dar metodele actuale de tratament sunt limitate în ceea ce privește capacitatea lor de a detoxifica în siguranță și eficient pacientul. Cercetările emergente s-au concentrat pe utilizarea nanoparticulelor ca agenți de detoxifiere parenterală pentru a circula prin corp și a captura toxinele. Compozițiile variabile ale acestor nanoparticule controlează mecanismul în care captează și îndepărtează compuși specifici. După cum sa discutat în acest articol, metodele recente de utilizare a nanoparticulelor pentru detoxifiere arată un potențial mare pentru tratamentul intoxicației. Cu toate acestea, mai multe provocări trebuie depășite înainte ca o metodă universală de detoxifiere a nanoparticulelor să fie disponibilă pentru uz clinic.

În ultimele decenii, s-au efectuat ample investigații cu privire la utilizarea nanoparticulelor în furnizarea de medicamente, în direcționarea, etichetarea și bioimagistica. Numeroase tipuri de nanomateriale, cum ar fi lipozomi, microemulsii, nanoparticule și nanotuburi, au fost dezvoltate pentru astfel de aplicații [1-12]. Avantajele unei metode bazate pe nanoparticule față de metodele convenționale rezultă în principal din proprietățile lor fiziochimice. Nanoparticulele sintetizate pentru aplicații biologice au fost compuse din acizi grași, anorganici, organici și oxizi metalici. Raportul suprafață mare la volum, distribuția mărimii reglabile, ușurința modificării suprafeței și capacitatea de încărcare specifică fac din nanoparticule alegerea optimă pentru aplicații in vivo, cum ar fi livrarea țintită și eliberarea controlată a medicamentelor [5,6,11-14]. Versatilitatea intrinsecă și multifuncționalitatea nanoparticulelor oferă progrese față de metodele convenționale prin îmbunătățirea biocompatibilității, a timpilor de circulație și a direcționării. Cel mai recent, a apărut un nou domeniu de studiu care utilizează aceste progrese pentru a dezvolta nanoparticule special pentru detoxifiere [1,15-18].

Nanomateriale utilizate ca agenți de detoxifiere

Trei clase principale de nanomateriale au fost investigate ca nanodetoxifianți: nanopurtori micelari, lipozomi și nanoparticule pe bază de ligand (Tabelul 1). Aceste particule trebuie injectate pacientului, circulă prin fluxul sanguin și captează compuși toxici prin adsorbția toxinei la suprafața materialului sau prin interiorizarea toxinei de către material [24-33].

tabelul 1

Nanomaterialele aflate sub investigație ca nanodetoxifianți.

Tipul nanomaterialului Compoziție Mecanismul absorbției Ref.

Microemulsie	Poloxamer/butirat de etil/acizi grași	Adsorbţie	[30]
	Brij 97/hexadecan/octadeciltrimetoxisilan Tween-80/butirat de etil/acizi grași/octadeciltrimetoxisilan	Partiție	[28.33]
Nanocapsule lipidice	Fosfatidilcolină/trigliceridă	Partiție	[34]
Lipozomi	Dimiroiilfosfatidilglicerol/dioleoilglicerofosfoglicerol	Interacțiuni electrostatice	[27,37]
	Fosfatidilcolină/distearoilfosfatidiletanolamină-PEG	gradient de pH	[24,25,35]
	Palmitoyloleoylglycerophosphocholine / dioleoilglicerofosfocolina/dipalmitoylglicerofosfocolina / dipalmitoylglycerophosphoethanolamine-PEG/Rhodanese	Degradare enzimatică	[38]
Polimeri	Oligochitosan/dinitrobenzenesulfonil	interacțiuni π - π	[42,43]
	N-izopropilacrilamidă/N, N'-metilenebisacrilamidă / butilacrilamidă/acid acrilic	Legătură hidrofobă/hidrogen / interacțiuni electrostatice	[31]
Nanoparticule	Nanoparticule magnetice din carbură de fier acoperite cu carbon, digoxină FAB antiimun	Interacțiuni anticorp - antigen	[40]
	Carbură de fier acoperită cu carbon/acid dietilenetriamin pentaacetic	Chelare	[40]
	Nanoparticule de latex magnetic, streptavidină	Interacțiunea proteină-ligand	[32]

---