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Un nanogel es una nanopartícula compuesta de un hidrogel, una red de polímero hidrófilo reticulado. Los nanogeles suelen estar compuestos por polímeros sintéticos [1] o biopolímeros que están reticulados química o físicamente. [2] Los nanogeles suelen tener decenas a cientos de nanómetros de diámetro. Al igual que los hidrogeles, los nanogeles tienen baja densidad de macromoléculas y sus poros (espacios entre las cadenas macromoleculares) pueden llenarse con moléculas pequeñas o macromoléculas, [3] y sus propiedades, como hinchazón, degradación y funcionalidad química, pueden controlarse. [4]

Aplicaciones [ editar ]

Las aplicaciones potenciales de los nanogeles incluyen agentes de administración de fármacos, [2] [5] [6] [7] agentes de contraste para imágenes médicas o marcadores de resonancia magnética 19 F , [8] nanoactuadores y sensores. [9]

  • Los nanogeles con estructura reticulada proporcionan una plataforma versátil para el almacenamiento y liberación de proteínas. Es un método muy deseable de cargar y administrar formas activas de proteínas hacia las células para mantener la actividad, mejorar la estabilidad y evitar la inmunogenicidad potencial de las proteínas. [10]
  • Los nanogeles que contienen flúor se pueden usar como trazadores para 19 F MRI , porque su agregación y unión a los tejidos tiene solo un efecto menor en su señal de 19 F MRI. Además, pueden transportar fármacos y sus propiedades físico-químicas de los polímeros pueden estar altamente moduladas. [8] [11] [12]
  • Se han utilizado nanogeles compuestos de polietilenimina (PEI) para administrar compuestos anticancerígenos en las células. [13] [14]
  • Se han desarrollado nanogeles compuestos de dextrano para obtener imágenes de macrófagos asociados a tumores con radionúclidos y dirigirse al hueso. [15] [16]
  • Se desarrolló un termómetro de nanogel fluorescente para medir temperaturas dentro de 0.5 ° C (0.90 ° F) en células vivas. La celda absorbe agua cuando está más fría y exprime el agua a medida que aumenta su temperatura interna; la cantidad relativa de agua enmascara o expone la fluorescencia del nanogel. [17]

Los nanogeles no deben confundirse con el aerogel Nanogel , un aislante térmico liviano, o con los hidrogeles nanocompuestos (geles NC) , que son redes poliméricas hidratadas y rellenas de nanomateriales que exhiben una mayor elasticidad y resistencia en comparación con los hidrogeles de fabricación tradicional.

Referencias [ editar ]

  1. ^ Bencherif, Sidi A .; Siegwart, Daniel J .; Srinivasan, Abiraman; Horkay, Ferenc; Hollinger, Jeffrey O .; Washburn, Newell R .; Matyjaszewski, Krzysztof (2009). "Hidrogeles híbridos nanoestructurados preparados mediante una combinación de polimerización por radicales por transferencia de átomo y polimerización por radicales libres" . Biomateriales . 30 (29): 5270–8. doi : 10.1016 / j.biomaterials.2009.06.011 . PMC  3632384 . PMID  19592087 .
  2. ↑ a b Kabanov, Alexander V .; Vinogradov, Serguei V. (2009). "Nanogeles como portadores farmacéuticos: redes finitas de capacidades infinitas" . Angewandte Chemie International Edition . 48 (30): 5418–29. doi : 10.1002 / anie.200900441 . PMC 2872506 . PMID 19562807 .  
  3. ^ Lee, Hyukjin; Mok, Hyejung; Lee, Soohyeon; Oh, Yu-Kyoung; Park, Tae Gwan (2007). "Entrega intracelular específica de destino de ARNip utilizando nanogeles de ácido hialurónico degradables". Diario de liberación controlada . 119 (2): 245–52. doi : 10.1016 / j.jconrel.2007.02.011 . PMID 17408798 . 
  4. ^ Hayashi, Hisato; Iijima, Michihiro; Kataoka, Kazunori; Nagasaki, Yukio (2004). "Nanogel sensible al pH que posee cadenas atadas PEG reactivas en la superficie". Macromoléculas . 37 (14): 5389–96. Código Bibliográfico : 2004MaMol..37.5389H . doi : 10.1021 / ma049199g .
  5. ^ Vinogradov, Serguei V (2010). "Nanogeles en la carrera por la administración de fármacos". Nanomedicina . 5 (2): 165–8. doi : 10.2217 / nnm.09.103 . PMID 20148627 . 
  6. ^ Nanogeles para aplicaciones biomédicas, Editores: Arti Vashist, Ajeet K Kaushik, Sharif Ahmad, Madhavan Nair, Royal Society of Chemistry, Cambridge 2018, https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-1-78801 -048-1
  7. ^ Oh, Jung Kwon; Drumright, Ray; Siegwart, Daniel J .; Matyjaszewski, Krzysztof (2008). "El desarrollo de microgeles / nanogeles para aplicaciones de administración de fármacos". Progreso en ciencia de polímeros . 33 (4): 448–77. doi : 10.1016 / j.progpolymsci.2008.01.002 .
  8. ^ a b Kolouchova, Kristyna; Jirak, Daniel; Groborz, Ondrej; Sedlacek, Ondrej; Ziolkowska, Natalia; Vit, Martin; Sticova, Eva; Galisova, Andrea; Svec, Pavel; Trousil, Jiri; Hajek, Milán; Hruby, Martin (2020). "Trazador de resonancia magnética 19F polimérico formador de implantes con disolución ajustable". Diario de liberación controlada . 327 : 50–60. doi : 10.1016 / j.jconrel.2020.07.026 . ISSN 0168-3659 . 
  9. ^ Raemdonck, Koen; Demeester, Joseph; De Smedt, Stefaan (2009). "Ingeniería avanzada de nanogel para la administración de fármacos". Materia blanda . 5 (4): 707–715. Código Bib : 2009SMat .... 5..707R . doi : 10.1039 / b811923f .
  10. ^ Ye, Yanqi; Yu, Jicheng; Gu, Zhen (2015). "Nanogeles de proteínas versátiles preparados por polimerización in situ". Química y Física Macromolecular . 217 (3): 333–343. doi : 10.1002 / macp.201500296 .
  11. ^ Babuka, David; Kolouchova, Kristyna; Groborz, Ondrej; Tosner, Zdenek; Zhigunov, Alexander; Stepanek, Petr; Hruby, Martin (2020). "Estructura interna de nanogel de poli [N- (2-hidroxipropil) metacrilamida] -bloque-poli [N- (2,2-difluoroetil) acrilamida] termorespuesta físicamente reticulado, trazador prominente 19F MRI" . Nanomateriales . 10 (11): 2231. doi : 10.3390 / nano10112231 . ISSN 2079-4991 . 
  12. ^ Babuka, David; Kolouchova, Kristyna; Hruby, Martin; Groborz, Ondrej; Tosner, Zdenek; Zhigunov, Alexander; Stepanek, Petr (2019). "Investigación de la estructura interna de nanopartículas de copolímero de poli (2-metil-2-oxazolina) -b-poli [N- (2,2-difluoroetil) acrilamida] termorrespuesta". Revista europea de polímeros . 121 : 109306. doi : 10.1016 / j.eurpolymj.2019.109306 . ISSN 0014-3057 . 
  13. ^ Vinogradov, S; Zeman, A; Batrakova, E; Kabanov, A (2005). "Formulaciones de Polyplex Nanogel para la administración de fármacos de análogos de nucleósidos citotóxicos" . Diario de liberación controlada . 107 (1): 143–57. doi : 10.1016 / j.jconrel.2005.06.002 . PMC 1357595 . PMID 16039001 .  
  14. ^ Ganta, Chanran; Shi, Aibin; Battina, Srinivas K .; Pyle, Marla; Rana, Sandeep; Hua, Duy H .; Tamura, Masaaki; Troyer, Deryl (mayo de 2008). "Combinación de nanogel de polietilenglicol-polietilenimina y 6 (hidroximetil) -1,4-antracenodiona como nanomedicina anticancerígena" . Revista de Nanociencia y Nanotecnología . 8 (5): 2334–40. doi : 10.1166 / jnn.2008.294 . PMC 2556214 . PMID 18572646 .  
  15. ^ Keliher, Edmund J .; Yoo, Jeongsoo; Nahrendorf, Matthias; Lewis, Jason S .; Marinelli, Brett; Newton, Andita; Pittet, Mikael J .; Weissleder, Ralph (2011). "Nanopartículas de dextrano etiquetadas con 89Zr permiten la formación de imágenes de macrófagos en vivo" . Química del bioconjugado . 22 (12): 2383–9. doi : 10.1021 / bc200405d . PMC 3244512 . PMID 22035047 .  
  16. ^ Heller, Daniel A .; Levi, Yair; Pelet, Jeisa M .; Doloff, Joshua C .; Wallas, jazmín; Pratt, George W .; Jiang, Shan; Sahay, Gaurav; Schroeder, Avi; Schroeder, Josh E .; Chyan, Yieu; Zurenko, Christopher; Querbes, William; Manzano, Miguel; Kohane, Daniel S .; Langer, Robert; Anderson, Daniel G. (2013). "Nanogeles modulares 'clic en emulsión' dirigidos al hueso" (PDF) . Materiales avanzados . 25 (10): 1449–54. doi : 10.1002 / adma.201202881 . PMC 3815631 . PMID 23280931 .   
  17. ^ Gota, Chie; Okabe, Kohki; Funatsu, Takashi; Harada, Yoshie; Uchiyama, Seiichi (2009). "Termómetro de nanogel fluorescente hidrofílico para termometría intracelular". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 131 (8): 2766–7. doi : 10.1021 / ja807714j . PMID 19199610 . 

Lectura adicional [ editar ]

  • Ye, Yanqi; Yu, Jicheng; Gu, Zhen (2015). "Nanogeles de proteínas versátiles preparados por polimerización in situ". Química y Física Macromolecular . 217 (3): 333–343. doi : 10.1002 / macp.201500296 .
  • Yan, Ming; Ge, Jun; Liu, Zheng; Ouyang, Pingkai (2006). "Encapsulación de una sola enzima en nanogel con actividad biocatalítica mejorada y estabilidad". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 128 (34): 11008–9. doi : 10.1021 / ja064126t . PMID  16925402 .
  • Reese, Chad E .; Mikhonin, Alexander V .; Kamenjicki, Marta; Tikhonov, Alexander; Asher, Sanford A. (2004). "Conmutación óptica de cristal fotónico de nanosegundos de nanogel". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 126 (5): 1493–6. doi : 10.1021 / ja037118a . PMID  14759207 .
  • Lee, Eun Seong; Kim, Dongin; Youn, Yu Seok; Oh, Kyung Taek; Bae, tú Han (2008). "Un vehículo nanogel mimético de virus" . Angewandte Chemie International Edition . 47 (13): 2418-21. doi : 10.1002 / anie.200704121 . PMC  3118583 . PMID  18236507 .
  • Hasegawa, Urara; Nomura, Shin-Ichiro M .; Kaul, Sunil C .; Hirano, Takashi; Akiyoshi, Kazunari (2005). "Nanopartículas híbridas de nanogel-punto cuántico para imágenes de células vivas". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 331 (4): 917-21. doi : 10.1016 / j.bbrc.2005.03.228 . PMID  15882965 .
  • Du, Jin-Zhi; Sun, Tian-Meng; Song, Wen-Jing; Wu, Juan; Wang, junio (2010). "Un nanogel de conversión de carga activada por acidez tumoral como un vehículo inteligente para la captación de células tumorales y la administración de fármacos". Angewandte Chemie International Edition . 49 (21): 3621–6. doi : 10.1002 / anie.200907210 . PMID  20391548 .