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【科研进展】调控Pickering乳液颗粒界面聚集过程,构建高效药物递送系统

作者: 吕岩霖   来源:生化工程国家重点实验室   发布时间: 2022-05-11  

Pickering乳液是由颗粒代替传统表面活性剂聚集于油水界面的乳液体系。颗粒在油水界面间的紧密排布赋予了Pickering乳液优异的稳定性,同时使其具备多级结构、高比表面积和选择渗透性等优势。近年来,因其以上独特的性质,基于Pickering乳液的药物递送载体研究受到广泛关注,也取得了高效的给药效果。生物反应大多发生在生物界面上,Pickering乳液有望协同装载不同性质的药物分子,穿过多重屏障,在靶器官或靶细胞内富集,随后以可控方式释放药物,有利于降低副作用(图1)。因此,调控颗粒在油水界面的聚集过程,探究其提升组织靶向、细胞内吞、以及胞内加工递呈等构效关系,有望实现高效的药物递送,也有助于“Aggregology”的进一步发展和应用,从分子的聚集到颗粒的聚集,从材料的精准调控到生物医药应用。

图1 Pickering乳液作为药物递送系统的优势

本文回顾了Pickering乳液的制备和调控策略及其在药物递送中的应用,系统地总结了Pickering乳液作为药物递送系统的构效关系。首先,Pickering乳液具备疏水性油核、油水界面,以及表面紧密排布的颗粒。这种多级结构有利于生物活性成分的有效装载。其次,由于其柔性和变形性,Pickering乳液有望变形并穿过组织细胞间隙,高效富集至特定组织。同时乳液的高比表面积有利于提高细胞亲和力,提升细胞对其内吞效果。此外,通过调控颗粒的性质,可以调控乳液的渗透性和刺激响应性,实现药物的可控释放。为了有效地递送和控制释放所装载的药物,需要深入了解界面颗粒的聚集会带来什么,为此文章揭示了乳液结构、理化性质和给药过程之间的关系,并给出了乳液形成过程的热力学推导和合理调控颗粒性质(尺寸、形状、亲疏水性及电荷)、能量输入以及连续相和分散相的选择等乳液优化策略。此外,文中还列出了用于乳液制备的生物相容性材料,揭示了调控油水界面上聚集颗粒的性质提升药物递送效率的潜在机制,为基于Pickering乳液的新型药物递送系统研究提供一定的理论基础。

以上综述论文以“Aggregating particles on the o/w interface: Tuning Pickering emulsion for the enhanced drug delivery systems”为题发表于 Aggregate 期刊,论文第一作者为中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室博士生明亚莉,通讯作者为中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室主任马光辉院士和夏宇飞青年研究员。


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