當(dāng)前，癌癥、傷口愈合、炎癥和其他許多疾病的治療方法，以及人造血管和支架的藥物再填充程序，往往都依賴于所謂的藥物輸送貯存庫（drug delivery depots），它們通過藥物注射和手術(shù)植入，接近被治療的部位。然而，今天在臨床上使用的藥物輸送貯存庫是一次性使用的，一旦用完就不能再填充。此外，一旦所有藥物被釋放完，有時(shí)候需要額外的*去除它們，從而使患者處于額外的風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)中。
針對這些缺陷，科學(xué)家們*尋找的一種解決方案是局部給藥，可允許藥物貯存庫的微創(chuàng)性再填充，在數(shù)周或數(shù)月的過程中重復(fù)藥物劑量。再填充局部給藥，也避免了手術(shù)切除的必要性。更具體地說，將寡脫氧核苷酸共軛藻酸鹽藥物有效負(fù)載，用于給藥水凝膠（含有互補(bǔ)序列）的藥物再填充，并用于*。（一個(gè)寡脫氧核苷酸ODN，是一段很短的核苷酸序列，含有脫氧核糖；藻酸鹽是廣泛分布于褐藻細(xì)胞壁的一種陰離子多糖。）研究人員得出結(jié)論，他們的概念驗(yàn)證性研究表明，其他藥物輸送裝置的再填充，可潛在地應(yīng)用于各種疾病的治療當(dāng)中。
在開發(fā)過程中，科學(xué)家面臨三大挑戰(zhàn)：設(shè)計(jì)一種系統(tǒng)，利用核酸的互補(bǔ)性，再填充血液中的藥物傳遞貯存庫；修改一種注射輸送裝置，將替換物注入血液；將藻酸鹽用于局部藥物控釋和血液為基礎(chǔ)的靶定。Brudno稱：“將DNA納米技術(shù)用于藥物再填充所面臨的挑戰(zhàn)是，制定可特定結(jié)合且在體內(nèi)穩(wěn)定的藻酸鹽-DNA軛合物，以便藥物輸送裝置使用。我們的藥物-藻酸鹽-DNA配方必須有良好的藥代動(dòng)力學(xué)、體內(nèi)穩(wěn)定性，以及特異性識(shí)別、結(jié)合駐留在病變部位的裝置的能力。”
藥代動(dòng)力學(xué)——一種藥物的連續(xù)吸收、生物利用度、分布、代謝和排泄，涉及受體結(jié)合、受體后效應(yīng)和化學(xué)相互作用，因此決定著藥物作用的開始、持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度。“我們zui終選定的用以解決這些挑戰(zhàn)的配方，是通過利用化學(xué)穩(wěn)定的DNA與具有良好藥代動(dòng)力學(xué)的藻酸鹽共軛結(jié)合。”
局部藥物輸送裝置不能再填充，一直是該領(lǐng)域的一個(gè)主要限制因素，激勵(lì)著當(dāng)下的許多調(diào)查研究。他指出：“這項(xiàng)工作的主要觀點(diǎn)是，這些設(shè)備可以作為血液為基礎(chǔ)的納米粒子的一種‘導(dǎo)航信標(biāo)’。這項(xiàng)工作的一個(gè)主要?jiǎng)?chuàng)新是，使用核酸識(shí)別，從而允許載藥納米粒子替換物和植入裝置之間的特異性結(jié)合。”
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