Nanogel yang Dipicu Stimuli Ganda sebagai Respons terhadap Perubahan Suhu dan pH untuk Pelepasan Obat Terkendali
Abstrak
Poli-T -isopropil akrilamida (PNIPAM) nanogels telah dimodifikasi dengan kandungan asam akrilat (AAc) yang berbeda untuk kontrol yang efisien dari suhu larutan kritis yang lebih rendah (LCST). Dalam penelitian ini, nanogels nanogels PNIPAM-co-AAc menunjukkan dua transisi fase volume dibandingkan dengan PNIPAM. Suhu transisi nanogel PNIPAM ditingkatkan dengan kandungan AAc. Kinerja pelepasan obat terkontrol dari nanogel PNIPAM-co-AAc yang dimuat dengan -lapachone dikaitkan dengan rasio konten AAc dan dipicu secara efisien sebagai respons terhadap suhu dan pH. Selain itu, uji proliferasi sel kolorimetri dan pewarnaan hidup / mati berbasis fluoresensi langsung digunakan untuk mengkonfirmasi persetujuan pada profil pelepasan obat. Akhirnya, PNIPAM-co-AAc20 menunjukkan tingkat pelepasan obat yang relatif rendah dalam kisaran pH asam hingga netral pada suhu tubuh, sambil memaksimalkan pelepasan obat pada pH basa. Oleh karena itu, kami mendemonstrasikan bahwa nanogel berbasis PNIPAM dengan fitur yang responsif terhadap suhu dan pH dapat menjadi pembawa nano yang menjanjikan untuk penghantaran obat spesifik usus yang potensial.
Pengantar
Nanocarrier yang responsif terhadap rangsangan umumnya telah dikembangkan sebagai sistem penghantaran obat untuk terapi, pencitraan, dan diagnostik [1, 2]. Baru-baru ini, berbagai rangsangan termasuk pH, suhu, biomolekul, redoks, medan magnet, dan sinar ultraviolet telah digunakan untuk menginduksi pelepasan obat yang berkelanjutan atau terkontrol melalui aktivasi internal atau eksternal [3,4,5,6]. Di antara rangsangan ini, pH dan suhu adalah modalitas yang paling terkenal dalam sistem penghantaran dan pelepasan obat. Poli-T -isopropil akrilamida (PNIPAM) adalah perwakilan polimer responsif suhu yang telah digunakan dalam reservoir obat dan sistem pelepasan. Polimer termo-sensitif ini memiliki kemampuan untuk mengubah perilaku fasenya, menunjukkan keadaan bengkak karena ikatan hidrogen antara air dan gugus fungsi amida pada suhu larutan kritis yang lebih rendah (LCST) dan sebaliknya menunjukkan penyusutan jaringan polimer melalui interaksi hidrofobik di atas LCST [7,8,9]. Selain itu, LCST umumnya dapat dikontrol dengan rasio pengompleksan asam akrilat (AAc) atau amida akrilik yang digabungkan dengan PNIPAM [10, 11]. Secara khusus, AAc dapat membuat transisi dua fase ketika LCST digeser ke suhu yang lebih tinggi [12, 13]. Nanogel PNIPAM-co-AAc mulai menyusut di atas LCST karena interaksi hidrofobik [14, 15]. Namun, deprotonasi gugus karboksilat dalam AAc menyebabkan peningkatan diameter nanogel karena tolakan antarelektronik dan peningkatan tekanan osmotik [16,17,18].
Sistem penghantaran obat yang dimediasi PNIPAM telah dikembangkan untuk berbagai aplikasi di bidang biomedis. Nanogel PNIPAM yang sensitif terhadap suhu atau pH telah digunakan untuk mengoptimalkan proses adsorpsi dan pengiriman obat karena sifat transisi fase yang dapat dibalik [19,20,21,22]. Secara khusus, telah dilaporkan bahwa nilai pH dalam jaringan yang berbeda dipertimbangkan untuk pengiriman oral, meskipun ada perubahan yang lebih halus dalam jaringan yang berbeda [23,24,25,26]. Sampai saat ini, biomaterial cerdas yang dapat menghasilkan respons kooperatif di bawah berbagai rangsangan, seperti pH dan suhu, telah menunjukkan keunggulan dibandingkan sistem yang sensitif terhadap stimulus tunggal [27,28,29]. Perubahan hidrofilisitas yang disebabkan oleh sensitivitas suhu, yang dapat disesuaikan untuk terjadi secara spontan pada pH lingkungan, mungkin juga memainkan peran penting dalam sensitivitas pH bersama dengan perilaku LCST dari kopolimer dan gel.
-lapachone (β-LP), senyawa alami, menunjukkan aktivitas terapeutik dalam pengobatan kanker [30]. Dalam biomedis, pembawa fungsional -LP telah dirancang dengan tujuan meminimalkan efek toksiknya. Berbagai pembawa untuk pengiriman -LP telah dikembangkan menggunakan emas, oksida graphene, dan PNIPAM [31, 32]. Sampai saat ini, PNIPAM -LP-loaded telah diterapkan pada rejimen kemoterapi pada kanker hati, payudara, prostat, dan usus besar [33,34,35,36]. Meskipun beberapa pembawa -LP telah dipelajari, prosedur preparasi yang relatif kompleks tidak terkontrol atau pelepasan -LP spontan sebagian menahan efisiensinya. Dengan demikian, mengembangkan pembawa -LP yang efisien untuk aplikasi biomedis masih tetap menjadi tugas penting.
Di sini, kami mengembangkan sistem pelepasan terkontrol dua arah menggunakan sifat sensitif suhu dan pH dari PNIPAM. Sistem penghantaran obat ini terdiri dari nanogel PNIPAM yang terkopolimerisasi dengan kandungan AAc membentuk nanogel PNIPAM-co-AAc. Kami menggambarkan representasi skema dari strategi perakitan mandiri, pemuatan obat, dan pelepasan nanogel PNIPAM-co-AAc (Skema 1). -LP, obat model, dimuat ke dalam nanogel PNIPAM-co-AAc melalui interaksi hidrofobik. Pelepasan -LP oleh nanogel PNIPAM-co-AAc yang dimuat dapat dikontrol secara efektif oleh suhu dan pH. Nanogel PNIPAM-co-AAc menunjukkan sifat anti-proliferatif yang efektif dalam fibroblas dengan pH dasar pada suhu tubuh. -LP yang dimuat dalam nanogel mencapai kemanjuran terapeutik yang signifikan dengan struktur yang responsif terhadap suhu dan pH, maka nanogel yang dimodifikasi PNIPAM dapat menjadi kandidat yang baik untuk pengiriman obat yang responsif terhadap rangsangan dan pengobatan tumor.
Ilustrasi skema pelepasan obat terkontrol ganda dari hidrogel PNIPAM-co-AAc melalui suhu dan pH
Metode
Materi
NIPAM (97%, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) dikeringkan di bawah vakum pada suhu kamar. T ,T -methylenebisacrylamide (MBA), AAc, air suling, etil alkohol (EtOH), potassium persulfate (KPS) (98%, Dae Jung, KOREA), -LP (Natural Products, Korea), dan phosphate-buffered saline (PBS) ) semuanya memiliki tingkat analitis dan digunakan tanpa pemurnian lebih lanjut.
Sintesis Nanogel PNIPAM-co-AAc
Nanogel PNIPAM-co-AAc disintesis menurut laporan sebelumnya [37]. Dalam labu alas bulat leher tiga 500 mL, 2,26 g monomer NIPAM, 0,154 g MBA sebagai zat pengikat silang, dan 0 g, 0,036 g, 0,077 g, 0,145 g AAc ditambahkan ke dalam 200 mL air suling dan kemudian dilarutkan dengan mengaduknya dengan batang magnet selama 30 menit pada 75 °C, diikuti dengan sintesis masing-masing PNIPAM, PNIPAM-co-AAc5, PNIPAM-co-AAc10, dan PNIPAM-co-AAc20. Oksigen dihilangkan dari campuran dengan pembersihan nitrogen. Untuk memulai reaksi, 37,5 mg KPS sebagai inisiator ditambahkan ke dalam larutan dan kemudian diaduk. Sebuah kondensor refluks digunakan untuk mencegah penguapan larutan karena suhu tinggi. Solusinya menjadi keruh dalam waktu 10 menit setelah penambahan KPS. Untuk menghilangkan monomer yang tidak bereaksi, didialisis dengan tabung dialisis (12-14 kDa) selama 7 hari. Air suling yang digunakan untuk dialisis diganti setiap hari. Bahan yang diperoleh dibekukan dalam nitrogen cair dan diliofilisasi selama 3 hari untuk mendapatkan nanogel PNIPAM-co-AAc kering.
β-LP Memuat ke PNIPAM-co-AAc
Satu miligram nanogel PNIPAM-co-AAc yang disintesis dilarutkan dalam 1 mL etanol, dan 0,1 mg -LP ditambahkan ke PNIPAM-co-AAc terlarut. Campuran diaduk dengan kuat pada suhu kamar dalam gelap semalaman. Setelah diaduk, -LP yang tidak berkapsul didialisis dengan tabung dialisis (6–8 kDa). Nanogel yang didialisis dibekukan dalam nitrogen cair dan diliofilisasi selama 3 hari. Kemudian, 1 mL PNIPAM-co-AAc-encapsulated -LP disuntikkan ke dalam tabung dialisis (6–8 kDa). Untuk mencegah hilangnya larutan, ujung tabung ditutup. Setelah menambahkan 10 mL etanol, tabung dialisis yang telah disiapkan direndam dalam larutan PBS.
Karakterisasi PNIPAM-co-AAc
Morfologi ditentukan dengan mikroskop elektron transmisi (TEM) dan mikroskop elektron pemindaian emisi lapangan (FE-SEM). Secara singkat, setelah nanogel PNIPAM-co-AAc cukup tersebar menggunakan sonikasi, dispersi dijatuhkan ke jaringan tembaga 300 mesh (Electron Microscopy Science, PA, USA) dan diuapkan semalaman. Kemudian, gambar TEM diperoleh pada tegangan akselerasi 200 kV (JEM2100F, JEOL Ltd., Jepang). Mikrograf SEM dipindai pada tegangan percepatan elektron 15 kV (JSM-7100F, JEOL USA). Spektrum dikumpulkan dari spektrometer inframerah transformasi Fourier (FT-IR, Nicolet 6700, Jepang). Pemuatan -LP dan jumlah yang dilepaskan dari nanogel dihitung dengan spektrometer UV-Vis (UV-1800, Shimadzu, Jepang). Untuk mengonfirmasi LCST, nanogel diukur dengan tepat pada interval 1 °C untuk perubahan ukuran dan muatan permukaan nanogel menggunakan hamburan cahaya dinamis (DLS) (ELS-2000ZS, Otsuka Electronics, Jepang).
Properti Pelepasan Obat dari PNIPAM-co-AAc
Untuk mempelajari perilaku pelepasan -LP, 10 mL nanogel bermuatan -LP dipindahkan ke dalam tabung dialisis (3,5 kDa), yang kemudian diaduk pada suhu kamar dan 37 °C dalam PBS. Pada waktu pelepasan yang ditentukan (0–12 jam), 2 mL sampel dalam setiap larutan campuran dianalisis dengan spektrometer UV–Vis. Dalam spektrometer UV–Vis, baseline ditetapkan pada 200–800 nm dengan PBS pada pH 2, 4, 7,4, dan 8, dan 2 mL pelepasan -LP yang terkandung dalam larutan PBS ditambahkan ke dalam kuvet.
Aktivitas Pelepasan Obat Melalui Rangsangan Suhu dan pH
Efek ganda pada viabilitas sel dievaluasi dengan uji 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT). Sel fibroblas NIH3T3 diunggulkan ke dalam pelat 96-sumur (2 × 10
4
sel/sumur) dan dikultur semalaman pada suhu 37 °C. Medium tersebut kemudian diganti dengan medium segar yang mengandung -LP bebas, PNIPAM-co-AAc5, dan PNIPAM-co-AAc20 termasuk -LP pada berbagai konsentrasi. Setelah inkubasi selama 3 jam, larutan MTT ditambahkan ke setiap sumur dan diinkubasi selama 4 jam. Kemudian, media kultur dihilangkan, dilanjutkan dengan perlakuan dengan larutan pelarut. Nilai absorbansi pada 595 nm diukur dengan pembaca pelat mikro (EL800, Bio-Tek Instruments, Winooski, VT, USA). Gambar fluoresensi hidup / mati ditangkap oleh mikroskop fluoresensi (IX37, Olympus, Jepang). Sel NIH3T3 (1,5 × 10
5
sel / sumur) diunggulkan di -Slide 8-sumur (ibidi, Munich, Jerman) dan dikultur semalaman. Setelah media kultur diganti, 20 g/mL -lapachone bebas, PNIPAM-co-AAc5, dan PNIPAM-co-AAc20 termasuk -LP yang terdispersi dalam media kultur ditambahkan ke dalam sumur. Setelah inkubasi selama 3 jam atau 6 jam, sel dicuci, dan viabilitas sel dievaluasi dengan LIVE/DEAD® Viability/Cytotoxicity Assay (Molecular Probe, Eugene, OR).
Hasil dan Diskusi
Persiapan Nanogel PNIPAM-co-AAc
Nanogel PNIPAM-co-AAc dengan tiga kandungan AAc yang berbeda (5, 10, dan 20%) dibuat dengan metode polimerisasi radikal. TEM dan SEM digunakan untuk mengkonfirmasi ukuran partikel, morfologi, dan monodispersitas nanogel. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1a dan b, nanogel PNIPAM-co-AAc5 menunjukkan distribusi ukuran yang relatif seragam dengan diameter partikel rata-rata sekitar 250 nm. Selain itu, transisi sol-gel nanogel berbasis PNIPAM diamati saat suhu meningkat. Meskipun larutan berair dari PNIPAM-co-AAc5 bertahan sebagai fase sol pada suhu kamar, nanogel bertransisi ke fase gel saat dipanaskan, menghasilkan larutan menjadi keruh di atas LCST (Gbr. 1c). Potensi zeta dari PNIPAM, PNIPAM-co-AAc5, PNIPAM-co-AAc10, dan PNIPAM-co-AAc20 menurun menjadi 13.56 mV, 16.61 mV, 21.87 mV, dan 23.62 mV karena peningkatan jumlah permukaan gugus karboksil yang disediakan oleh konten AAc (Gbr. 1d). Hal ini juga menunjukkan bahwa diameter hidrodinamik PNIPAM-co-AAc menunjukkan kisaran 217–442 nm karena kandungan AAc meningkat menjadi 30 °C karena meningkatnya ikatan hidrogen dengan air dan gaya tolak antarelektronik. Namun, diameter nanogel menurun pada 50 °C karena interaksi hidrofobik (Gbr. 1e). Hasil ini menunjukkan bahwa PNIPAM-co-AAc dapat bervariasi dalam ukuran tergantung pada jumlah AAc yang terkait dengan PNIPAM dan suhu. Komposisi nanogel selanjutnya dikarakterisasi dengan spektroskopi FT-IR, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2. 1100 cm
−1
~1200 cm
−1
puncak menunjukkan tekukan C-N. Spektrum juga menampilkan -CH2 peregangan puncak getaran pada 1300 cm
−1
~1400 cm
−1
. Puncak tambahan pada 1600 cm
−1
~1700 cm
−1
dikaitkan dengan C=O, yang termasuk dalam NIPAM. Secara khusus, peregangan asam karboksilat (−COOH) muncul pada 1700 cm
−1
~1800 cm
−1
kecuali untuk nanogel PNIPAM. Puncak lebar pada 3200 cm
−1
~3300 cm
−1
menunjukkan penyerapan N-H peregangan. Oleh karena itu, turunan nanogel PNIPAM yang terdiri dari berbagai rasio pencampuran PNIPAM dan AAc memiliki karakteristik yang berbeda karena kandungan AAc yang berbeda.
a TEM dan b Gambar SEM nanogel PNIPAM-co-AAc5. c Penampilan fisik nanogel PNIPAM-co-AAc5. Bilah skala berukuran 500 nm. d Potensi Zeta dan e diameter rata-rata diukur pada 30 °C dan 50 °C dengan DLS untuk PNIPAM dengan kandungan AAC 0%, 5%, 10%, dan 20% pada pH 7,4
Spektrum FT-IR PNIPAM dengan kandungan AAc 0%, 5%, 10%, dan 20%
Karakteristik Responsif Suhu
Untuk menyelidiki perilaku suhu, distribusi ukuran nanogel PNIPAM-co-AAc dinilai oleh DLS. Perubahan diameter hidrodinamik diukur dalam rentang suhu dari 30 hingga 50 °C untuk menentukan LCST. PNIPAM dengan konten AAC 5%, 10%, dan 20% memiliki dua langkah transisi yang berbeda (Gbr. 3). Turunan PNIPAM-co-AAc memulai langkah transisi pertama pada suhu 30 °C dan kemudian memasuki langkah transisi kedua sekitar 40 °C. Selain itu, suhu transisi kedua cenderung meningkat dengan meningkatnya kandungan AAc dari PNIPAM. Oleh karena itu, LCST PNIPAM-co-AAc20 berada pada suhu yang relatif tinggi yaitu 45 °C, sedangkan PNIPAM berada pada suhu 32 °C. Perbedaan nilai LCST ini dapat disebabkan oleh meningkatnya muatan negatif turunan PNIPAM-co-AAc. Namun, suhu LCST dari PNIPAM-co-AAc5 dan PNIPAM-co-AAc10 hampir sama pada masing-masing 37 °C dan 39 °C. Oleh karena itu, PNIPAM-co-AAc10 tidak digunakan lebih lanjut untuk mengevaluasi kinerja pelepasan obat. Nilai LCST yang diperoleh pada turunan PNIPAM-co-AAc serupa dengan penelitian sebelumnya [37]. Hasil ini menunjukkan bahwa nanogel PNIPAM-co-AAc memiliki transisi dua fase dan LCST dari PNIPAM yang mengandung AAc bergeser ke suhu yang lebih tinggi karena interaksi hidrofobik dari rantai PNIPAM antarmuka dan tolakan antarelektronik melalui gugus karboksil AAc.
Ketergantungan suhu dari diameter hidrodinamik a PNIPAM, b PNIPAM-co-AAc5, c PNIPAM-co-AAc10, dan d PNIPAM-co-AAc20 nanogel pada pH 7,4
Kinerja Pelepasan Obat Terkendali Ganda
Untuk membandingkan profil pelepasan obat PNIPAM, PNIPAM-co-AAc5, dan PNIPAM-co-AAc20, -LP yang dilepaskan dari turunan PNIPAM-co-AAc diukur selama periode 6 jam pada suhu kamar (24 °C) dan suhu tubuh (37°C). Awalnya, kami mengukur spektrum penyerapan UV–Vis dari PNIPAM-co-AAc20 dan PNIPAM-co-AAc20 termasuk -LP dan mengamati penyerapan yang kuat pada 257 nm sesuai dengan -LP (File tambahan 1:Gambar S1). Kapasitas pemuatan obat dari -LP yang dimuat PNIPAM-co-AAc20 ditemukan sekitar 60% menggunakan kurva kalibrasi konsentrasi-absorbansi standar -LP (File tambahan 2:Gambar S2) [38, 39]. Seperti ditunjukkan pada Gambar 4, persentase kumulatif obat yang dilepaskan dari turunan PNIPAM-co-AAc menunjukkan bahwa jumlah -LP yang dilepaskan dari PNIPAM-co-AAc20 relatif lebih rendah dan efikasi pelepasannya berkurang secara signifikan dibandingkan dengan PNIPAM dan PNIPAM -co-AAc5 pada kedua suhu. Namun, titik pelepasan obat jenuh dari sebagian besar turunan PNIPAM-co-AAc diamati setelah perawatan dalam waktu 2 jam. Secara khusus, efisiensi pelepasan obat nanogel PNIPAM sangat dipengaruhi oleh suhu reaksi. Turunan PNIPAM-co-AAc menunjukkan peningkatan efisiensi pelepasan obat pada suhu tubuh dibandingkan dengan pada suhu kamar. Hasil ini juga didukung oleh pelepasan obat kumulatif yang jauh lebih tinggi dari semua turunan PNIPAM ketika suhu reaksi lebih dari 40 °C (File tambahan 3:Gambar S3).
Pelepasan kumulatif -LP dari nanogel PNIPAM, PNIPAM-co-AAc5, dan PNIPAM-co-AAc20 pada suhu a suhu kamar (24 °C) dan b suhu tubuh (37 °C) dan pH 7,4
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4 dan Tabel 1, nanogel PNIPAM-co-AAc pada suhu tinggi dapat dengan mudah melepaskan obat karena penyusutannya yang luar biasa. Selanjutnya, efisiensi pelepasan obat tertinggi pada suhu tubuh diamati pada PNIPAM dan efisiensi tertinggi kedua adalah PNIPAM-co-AAc5. Keduanya memiliki kandungan AAc yang relatif rendah, yang menyebabkan penurunan suhu LCST. Khususnya, kami mengamati bahwa -LP di PNIPAM-co-AAc20 dilepaskan dengan efisiensi yang relatif lebih rendah (61%) pada suhu tubuh, sedangkan di nanogel lain, sekitar 80% -LP dilepaskan pada suhu yang sama. Hasil ini menunjukkan bahwa PNIPAM-co-AAc20 menunjukkan pelepasan obat yang minimal pada suhu tubuh sambil mengenkapsulasi sebanyak mungkin, dibandingkan dengan PNIPAM dan PNIPAM-co-AAc5 lainnya. Selanjutnya, hasil ini juga konsisten dengan perubahan yang bergantung pada suhu dalam pengukuran ukuran turunan PNIPAM untuk menentukan nilai LCST.
Selanjutnya, kami mengevaluasi apakah PNIPAM-co-AAc20 dapat mengontrol pelepasan obat melalui faktor lain yang ditanggapi oleh PNIPAM, pH, dengan penjeratan maksimum obat pada suhu tubuh. PNIPAM-co-AAc20 menunjukkan efisiensi pelepasan maksimum kumulatif sekitar 70%, meningkat sekitar 10% pada pH 8 dibandingkan dengan pH asam atau netral. Sementara itu, tidak ada perbedaan signifikan yang diamati antara pH 7,4 dan pH asam (Gbr. 5 dan Tabel 2). Secara keseluruhan, temuan ini menunjukkan bahwa profil pelepasan obat PNIPAM-co-AAc20 dapat dipengaruhi dengan mengontrol kandungan AAc, dan nanogel pelepasan obat yang dikontrol ganda ini dapat secara efektif memodulasi laju pelepasan obat pada nilai pH dasar yang diketahui hadir di bagian usus kecil [40].
Pelepasan kumulatif -LP dari nanogel PNIPAM-co-AAc20 pada berbagai nilai pH
Evaluasi Sifat Pelepasan Obat
Anti-proliferasi in vitro dievaluasi untuk melakukan kriteria kunci dari bahan nano yang dirancang untuk pengiriman dan pelepasan obat yang terkontrol. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 6, -LP bebas menunjukkan viabilitas sel yang lebih rendah daripada nanogel PNIPAM-co-AAc yang diisi dengan -LP untuk konsentrasi -LP yang setara. Selain itu, nanogel PNIPAM-co-AAc20 menyajikan viabilitas sel yang relatif tinggi pada konsentrasi 20 μg/mL, karena pelepasan -LP nanogel PNIPAM-co-AAc20 relatif rendah dibandingkan dengan nanogel PNIPAM-co-AAc5 pada 37 °C. Selain itu, hasil ini juga bertepatan dengan profil pelepasan obat kumulatif. Kemudian, kami menilai viabilitas sel menggunakan sel hidup dan mati yang diwarnai dengan fluoresensi (Gbr. 7). Uji pewarnaan sel hidup/mati menunjukkan bahwa nanogel -LP dan PNIPAM-co-AAc5 termasuk -LP memiliki viabilitas sel yang serupa, sedangkan PNIPAM-co-AAc20 menunjukkan peningkatan viabilitas sel yang signifikan dengan dosis 20 μg/mL setelah perawatan selama 3 jam. Namun, peningkatan pelepasan obat dari PNIPAM-co-AAc20 mulai diamati setelah inkubasi pada pH 8,0 selama 3 jam dan aktivitas anti-tumor sinergis yang signifikan terlihat pada pH yang sama selama 6 jam pasca perawatan. Temuan ini menyiratkan bahwa nanogel PNIPAM-co-AAc20 responsif ganda pada suhu dan pH memiliki aplikasi potensial untuk pemuatan dan pelepasan obat yang terkontrol di usus kecil terminal.
Aktivitas anti-proliferasi nanogel PNIPAM-co-AAc yang dimuat dengan -LP pada berbagai konsentrasi dalam sel fibroblas NIH3T3 selama 3 jam pada 37°C
Gambar fluoresen sitotoksisitas dalam sel NIH3T3 dengan a tidak diobati, b hanya -LP, c -LP/PNIPAM-co-AAc5, dan d Perawatan -LP/PNIPAM-co-AAc20 selama 3 jam pada pH 7,4 dan perawatan -LP/PNIPAM-co-AAc20 selama 3 jam (e ) dan 6 j (f ) pada pH 8,0. Sel hidup dan mati diwarnai dengan calcein AM (hijau) dan ethidium homodimer (merah). Bilah skala adalah 100 μm
Kesimpulan
Kami mengembangkan nanogel PNIPAM-co-AAc bermuatan -LP yang pelepasan obatnya dapat dipicu oleh suhu dan pH. Derivatif nanogel ini dirancang dan disiapkan oleh kopolimerisasi radikal. LCST dinaikkan dengan meningkatnya kandungan AAc dari nanogel PNIPAM-co-AAc karena tolakan antarelektronik antara gugus karboksilat pada konten AAc, yang mengakibatkan penyusutan nanogel PNIPAM dan pelepasan obat yang diakibatkannya. Nanogel PNIPAM-co-AAc dengan kandungan AAc tinggi yang dimuat dengan -LP menunjukkan profil pelepasan in vitro yang sangat berkurang pada suhu tubuh. Selain itu, pelepasan obat dapat dicapai dengan efek sinergis yang luar biasa pada pH dasar. Akhirnya, kami mendemonstrasikan bahwa PNIPAM-co-AAc20 memiliki sifat yang optimal, mengurangi efisiensi pelepasan obat pada suhu tubuh tetapi meningkatkan pelepasan obat pada pH 8,0, yang didukung oleh uji viabilitas sel menggunakan sel fibroblas. Oleh karena itu, nanogel yang responsif terhadap suhu dan pH ini dapat mendorong aplikasi yang menjanjikan untuk pelepasan obat terkontrol ganda pada pH fisiologis usus kecil dan modalitas yang menarik untuk penghantaran obat yang ditargetkan pada usus melalui pemberian obat oral.
