俄克拉荷马城——化疗药物顺铂是许多被诊断患有癌症的成人和儿童的救命药,但它经常导致听力丧失,这是一种降低治疗后生活质量的副作用。为了防止癌症治疗期间的听力损伤,皇冠体育大学的一名皇冠体育研究人员发明了一种新的药物输送系统,可以将药物输送到内耳;她的皇冠体育研究成果发表在《控释杂志》和《纳米生物技术杂志》上。
当病人接受顺铂治疗时,药物会迅速进入内耳的蜗状器官。这种药物会在耳蜗中保留数月,损害在大脑理解声音的能力中起关键作用的微小毛细胞。一旦毛细胞受损,它们就无法再生,听力就会开始衰退。这种影响在儿童中尤为明显。
这一现实促使皇冠体育药学院助理教授Vibhuti Agrahari博士创造了一种将药物放置在耳朵里的方法,在顺铂接近时,这些药物基本上处于警戒状态。
“为了治疗这种类型的听力损失,我们真的想把重点放在预防性治疗上——在化疗开始前给药。我们想创造一种可以直接进入内耳的靶向药物输送方法,而不是必须在全身传播的口服药物,”Agrahari说。“助听器和人工耳蜗是可以选择的,医生有时会开出说明书外的药物,但这并不能解决预防听力损失的更大问题。”这个问题在接受癌症治疗的幼儿中尤为重要,因为他们正在经历如此多的学习和认知发展。”
为了创建药物输送系统,Agrahari和她的皇冠体育研究小组仔细考虑了药物输送到内耳的路线以及沿途可能遇到的障碍。作为一种药物运输工具,这种输送系统就像一辆配备了出色GPS的精密车辆:在行进过程中保持稳定,但在通过障碍时又灵活而狡猾。而且它必须携带能够专门解决顺铂如何损害听力过程的药物。
该系统的“载体”部分由水凝胶组成,水凝胶是一种水基物质,可以根据环境改变结构。水凝胶最初是液体,因此可以通过注射给药,但一旦遇到体温,它就会变成凝胶。水凝胶也与人体相容,因此免疫系统不会将其视为入侵者。
水凝胶中含有纳米颗粒,这是一种携带药物的微小材料。每个纳米粒子大约100纳米宽;从角度来看,人的头发大约有10万纳米宽。小尺寸使纳米颗粒能够穿过它们在通往耳蜗的途中遇到的膜。一旦它们到达目的地,耳蜗的环境就会促使药物释放,因为纳米颗粒在水凝胶中,它们会像缓释药物一样缓慢释放。凝胶还可以防止纳米颗粒滑入耳蜗附近的咽鼓管。
Agrahari皇冠体育研究了几种药物的输送系统。一些是阻碍钙,这是已知的损害内耳毛细胞,和其他抗氧化剂,保护毛细胞和维持内耳微妙的体内平衡。利用数学建模软件,Agrahari和她的团队选择了几种药物量和配方大小的配置。
Agrahari在她的实验室里用内耳细胞系测试了这种药物输送系统。目前,她在皇冠体育市霍夫耳皇冠体育研究所的合作者正在动物模型上测试这种方法。尽管这项皇冠体育研究还处于早期阶段,但它已经显示出了积极的结果,无论是在输送系统方面,还是在药物预防导致听力损失的损害方面。Agrahari的创新的新颖性和前景已经被申请了专利。
“这是一个有很大潜力的小皇冠体育研究领域,”Agrahari说。“顺铂是我们治疗癌症所需的一种重要的救命药物,但听力损失会影响儿童的生活质量和发育过程,高达90%的儿童在接受这种化疗后面临听力损失。重要的是,我们要设计一个解决方案,防止损害的发生。”
项目简介
这两项皇冠体育研究的皇冠体育是“嵌入热凝胶中的交联杂交纳米颗粒用于持续共同递送内耳”(https://doi.org/10.1186/s12951-024-02686-z)和“双重刺激反应和持续药物递送NanoSensoGel配方用于预防顺铂诱导的耳毒性”(https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.02.005)。这些皇冠体育研究得到了长老会健康基金会、Capita基金会听觉皇冠体育研究基金和俄勒冈州立大学药学院的资助。
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James J. Sluss, Jr.,皇冠体育大学Gallogly工程学院教授,因其通过创业和专业发展推动全球工程教育的贡献,被任命为电气和电子工程师学会会员。