Nuevos nanotransportadores poliméricos fluorescentes inyectables para la aplicación en discos intervertebrales
Autores: Arul, Michael R.; Zhang, Changli; Alahmadi, Ibtihal; Moss, Isaac L.; Banasavadi-Siddegowda, Yeshavanth Kumar; Abdulmalik, Sama; Illien-Junger, Svenja; Kumbar, Sangamesh G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Nuevos nanotransportadores poliméricos fluorescentes inyectables para la aplicación en discos intervertebrales
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Daño
Discos intervertebrales
Dolor crónico
Sistema de entrega de nanopartículas
Moléculas de fármacos
Liberación de fármacos.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El daño a los discos intervertebrales (DIV) puede llevar a dolor crónico y discapacidad, y ningún tratamiento actual puede restaurar completamente su función. Algunos tratamientos no quirúrgicos han mostrado promesas; sin embargo, estos enfoques generalmente están limitados por la liberación explosiva y la mala localización de diversas moléculas. En este estudio de prueba de concepto, desarrollamos un sistema de entrega de nanopartículas (NP) para entregar de manera eficiente moléculas de fármacos de alta y baja solubilidad. Se prepararon nanopartículas de acetato de celulosa y poliéster-poliéster de polietilenglicol conjugadas con ácido 1-oxo-1H-pirido [2,1-b][1,3]benzoxazol-3-carboxílico (PBC), un nuevo colorante fluorescente, mediante emulsión de aceite en agua. Se utilizaron dos fármacos, un indometacina (IND) insoluble en agua y una 4-aminopiridina (4-AP) soluble en agua, para estudiar sus patrones de liberación. La microscopía electrónica confirmó la naturaleza esférica y la superficie rugosa de las nanopartículas. El análisis del tamaño de las partículas reveló un radio hidrodinámico de aproximadamente 150-162 nm basado en dispersión de luz dinámica. El potencial zeta aumentó con la conjugación de PBC, lo que implica su estabilidad mejorada. La eficiencia de encapsulación de IND fue casi 3 veces mayor que la de 4-AP, con una liberación que duró hasta 4 días, lo que significó una solubilidad mejorada, mientras que la liberación de 4-AP continuó durante hasta 7 días. Las nanopartículas y sus formulaciones de fármacos no mostraron ninguna citotoxicidad aparente y fueron absorbidas por células del núcleo pulposo humano de DIV. Cuando se inyectaron en DIV de ratón coccígeo in vivo, las nanopartículas permanecieron dentro de las células del núcleo pulposo y el sitio de inyección del núcleo pulposo y el anillo fibroso del DIV. Estas nano-formulaciones fluorescentes pueden servir como una tecnología de plataforma para entregar agentes terapéuticos a los DIV y otros tejidos que requieren inyecciones localizadas de fármacos.
Descripción
El daño a los discos intervertebrales (DIV) puede llevar a dolor crónico y discapacidad, y ningún tratamiento actual puede restaurar completamente su función. Algunos tratamientos no quirúrgicos han mostrado promesas; sin embargo, estos enfoques generalmente están limitados por la liberación explosiva y la mala localización de diversas moléculas. En este estudio de prueba de concepto, desarrollamos un sistema de entrega de nanopartículas (NP) para entregar de manera eficiente moléculas de fármacos de alta y baja solubilidad. Se prepararon nanopartículas de acetato de celulosa y poliéster-poliéster de polietilenglicol conjugadas con ácido 1-oxo-1H-pirido [2,1-b][1,3]benzoxazol-3-carboxílico (PBC), un nuevo colorante fluorescente, mediante emulsión de aceite en agua. Se utilizaron dos fármacos, un indometacina (IND) insoluble en agua y una 4-aminopiridina (4-AP) soluble en agua, para estudiar sus patrones de liberación. La microscopía electrónica confirmó la naturaleza esférica y la superficie rugosa de las nanopartículas. El análisis del tamaño de las partículas reveló un radio hidrodinámico de aproximadamente 150-162 nm basado en dispersión de luz dinámica. El potencial zeta aumentó con la conjugación de PBC, lo que implica su estabilidad mejorada. La eficiencia de encapsulación de IND fue casi 3 veces mayor que la de 4-AP, con una liberación que duró hasta 4 días, lo que significó una solubilidad mejorada, mientras que la liberación de 4-AP continuó durante hasta 7 días. Las nanopartículas y sus formulaciones de fármacos no mostraron ninguna citotoxicidad aparente y fueron absorbidas por células del núcleo pulposo humano de DIV. Cuando se inyectaron en DIV de ratón coccígeo in vivo, las nanopartículas permanecieron dentro de las células del núcleo pulposo y el sitio de inyección del núcleo pulposo y el anillo fibroso del DIV. Estas nano-formulaciones fluorescentes pueden servir como una tecnología de plataforma para entregar agentes terapéuticos a los DIV y otros tejidos que requieren inyecciones localizadas de fármacos.