ČASOPIS ČESKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI A SLOVENSKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI

Čes. slov. farm. 2014, 63(6):239-247 | DOI: 10.36290/csf.2014.046

Nanočásticové systémy uvolňující léčivo při změně teploty

Miloslava Rabišková1,*, Eva Koziolová2, Johana Jirásková1
1 Department of Pharmaceutical Technology, Faculty of Pharmacy, Charles University in Prague, Hradec Králové
2 Institute of Macromolecular Chemistry, Czech Academy of Science, Praha

Lékové transportní systémy reagující na vnější podněty jsou schopné uvolnit léčivou látku požadovaným řízeným způsobem v závislosti na spouštěcím mechanismu. Spouštěcí mechanismus může být fyzikální, chemické nebo biologické povahy. Termoresponzivní lékové transportní systémy odpovídají na změnu teploty a byly navrženy zejména k léčbě rakoviny metodou využívající působení zvýšené teploty, tj. hypertermii. Termoresponzivní systémy lze rozdělit do několika skupin, např. termoresponzivní hydrogelové polymerní systémy, lipozomy, nano- nebo mikročástice a polypeptidové konjugáty s léčivem. Zatímco lipozomy jsou citlivé na zvýšení teploty již svým složením, ostatní systémy jsou obvykle založené na termosenzitivních polymerech, zejména poly-(N-izopropyl-akrylamidu). Tento článek shrnuje poslední dostupné informace týkající se cíleného uvolňování léčiv v závislosti na změně teploty.

Klíčová slova: lékový transportní systém; termoresponzivní systém; poly-(N-izopropyl-akrylamid); lipozom; nanočástice; peptidový konjugát s léčivem

Nanoparticulates with drug release based on temperature change

The stimuli-induced release systems are able to respond to an external stimulus resulting in drug release in a controlled pattern. The origin of the external stimuli may be of physical, chemical or biological nature. Thermo-responsive delivery systems respond to the change in temperature and they were mainly designed in order to be used in the cancer treatment method using elevated temperature, i.e. hyperthermia. The thermo-responsive systems can be divided into several groups, such as thermo-responsive hydrogel polymer systems, liposomes, nano- or microparticles, and polypeptide-drug conjugates. While liposomes are temperature-sensitive by their nature, the other systems are usually based on thermo-sensitive polymers, namely poly-(N-isopropyl-acrylamide). This article summarizes recently available items of information regarding thermo-responsive drug delivery.

Keywords: drug delivery system; thermo-responsive system; poly-(N-isopropyl-acrylamide); liposome; nanoparticle; polypeptide-drug conjugate

Vloženo: 26. listopad 2014; Přijato: 21. prosinec 2014; Zveřejněno: 1. červen 2014  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Rabišková M, Koziolová E, Jirásková J. Nanočásticové systémy uvolňující léčivo při změně teploty. Čes. slov. farm. 2014;63(6):239-247. doi: 10.36290/csf.2014.046.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Rabišková M., Fričová V. Perorální lékové formy s řízeným uvolňováním léčiv. Prakt. lékáren. 2008; 4, 212-216.
    2. Dostálová M., Rabišková M. Mukoadhezivní orální tablety - moderní léková forma s řízeným uvolňováním léčiva. Čes. slov. Farm. 2000; 49, 55-61.
    3. Rabišková M. Moderní lékové formy pro orální a perorální aplikaci. Bratislava: Farmaceutická fakulta Univerzity Komenského 2009.
    4. Dvořáčková K., Rabišková M. Vaginální aplikace léčiv - nové směry. Praktické lékárenství 2006; 2, 93-97.
    5. Bautzová T., Rabišková M., Lamprecht A. Multiparticulate systems containing 5-ASA for the treatment of inflammatory bowel disease. Drug Dev. Ind. Pharm. 2011; 37, 1100-1109. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Rabišková M. Nanočástice pro lékové formy. Remedia 2007; 17, 495-501.
    7. Roy D., Cambre J. N., Sumerlin B. S. Future perspectives and recent advances in stimuli-responsive materials. Prog. Polym. Sci. 2010; 35, 278-301. Přejít k původnímu zdroji...
    8. Gupta P., Vermani K., Garg S. Hydrogels: from controlled release to pH-responsive drug delivery. Drug Discov. Today 2002; 7, 569-579. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Fleige E., Quadir M. A., Haag R. Stimuli-responsive polymeric nanocarriers for the controlled transport of active compounds: Concepts and applications. Adv. Drug Deliv. Rev. 2012; 64, 866-884. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Engin K. Biological rationale and clinical experience with hyperthermia. Control. Clin. Trials 1996; 17, 316-342. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Wust P., Hildebrand B., Sreenivasa G. Hyperthermia in combined treatment of cancer. Lancet Oncology 2002; 3, 487-497. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Gaber M. H., Wu N. Z., Hong K. L. Thermosensitive liposomes: Extravasation and release of contents in tumor microvascular networks. Int. J. Radiat. Oncol. 1996; 36, 1177-1187. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Meyer D. E., Shin B. C., Kong H. A. Drug targeting using thermally responsive polymers and local hyperthermia. J. Control. Rel. 2001; 74, 213-224. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Ganta S., Devalapally H., Shahiwala A. A review of stimuli-responsive nanocarriers for drug and gene delivery. J. Control. Rel. 2008; 126, 187-204. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Maeda H., Wu J., Sawa T. Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review. J. Control. Rel. 2000; 65, 271-284. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Nakayama M., Okano T. Multi-targeting cancer chemotherapy using temperature-responsive drug carrier systems. React. Funct. Polym. 2011; 71, 235-244. Přejít k původnímu zdroji...
    17. Li L., Ten Hagen T. L., Bolkestein M. Improved intratumoral nanoparticle extravasation and penetration by mild hyperthermia. J. Control. Rel. 2013; 167, 130-137. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Harrington K. J., Mohammadtaghi S., Uster P. S. Effective targeting of solid tumors in patients with locally advanced cancer by radiolabeled pegylated liposomes. Clin. Cancer Res. 2001; 7, 243-254.
    19. Li L., Ten Hagen T. L., Haeri A. A novel two-step mild hyperthermia for advanced liposomal chemotherapy. J. Control. Rel. 2014; 174, 202-208. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Dicheva B. M., Koning G. A. Targeted thermosensitive liposomes: an attractive novel approach for increased drug delivery of solid tumors. Expert Opin. Drug Deliv. 2014; 11, 83-100. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Marsh D. General features of phospholipid phase transitions. Chemistry and Physics of Lipids 1991; 57, 109-120. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Klouda L., Mikos A. G. Thermoresponsive hydrogels in biomedical applications. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2008; 68, 34-45. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Bromberg L. E., Ron E. S. Temperature-responsive gels and thermogelling polymer matrices for protein and peptide delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 1998; 31, 197-221. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Abulateefeh S. R., Samer R., Spain A. G. Thermoresponsive polymer colloids for drug delivery and cancer therapy. Macromol. Biosci. 2011; 11, 1722-1734. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Curcio M., Spizzimi U. G., Iemma F. Grafted thermo-responsive gelatin microspheres as delivery systems in triggered drug release. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2010; 76, 48-55. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    26. Yoshida R., Sakai K., Okano T. Drug release profiles in the shrinking process of thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide-co-alkyl methacrylate) gels. Ind. Eng. Chem. Res. 1992; 31, 2339-2345. Přejít k původnímu zdroji...
    27. Yoshino K., Kadowaki A., Takagishi T. Temperature sensitization of liposomes by use of N-isopropylacrylamide copolymers with varying transition endotherms. Bioconjugate Chem. 2004; 15, 1102-1109. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Chu L. Y., Park S. H., Yamaguchi T. Preparation of thermo-responsive core-shell microcapsules with a porous membrane and poly(N-isopropylacrylamide) gates. J. Membrane Sci. 2001; 192, 27-39. Přejít k původnímu zdroji...
    29. Rabišková M. Využití nanočásticových systémů v medicíně. Remedia 2008; 18, 89-97.
    30. Yoshida R., Uchida K. Kaneko Y. Comb-type grafted hydrogels with rapid de-swelling response to temperature-changes. Nature 1995; 374, 240-242. Přejít k původnímu zdroji...
    31. Kaneko Y., Nakamura S., Sakai K. Rapid deswelling response of poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels by the formation of water release channels using poly(ethylene oxide) graft chains. Macromolecules 1998; 31, 6099-6105. Přejít k původnímu zdroji...
    32. Bae Y. H., Okano T., Kim, S. W. On/off thermocontrol of solute transport. 1. Temperature-dependence of swelling of N-isopropylacrylamide networks modified with hydrophobic components in water. Pharm. Res. 1991; 8, 531-537. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. Okuyama Y., Yoshida R., Sakai K. Swelling controlled zero order and sigmoidal drug release from thermo-responsive poly(N-isopropylacrylamide-co-butyl methacrylate) hydrogel. J. Biomater. Sci. 1993; 4, 545-556. Přejít k původnímu zdroji...
    34. Kaneko Y., Sakai K., Kikuchi A. Fast swelling/deswelling kinetics of comb-type grafted poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels. Macromolecular Symposia 1996; 109, 41-53. Přejít k původnímu zdroji...
    35. Oh K. S., Han S. K., Choi Y. W. Hydrogen-bonded polymer gel and its application as a temperature-sensitive drug delivery system. Biomaterials 2004; 25, 2393-2398. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    36. Shaw A. W., Mclean M. A., Sligar S. G. Phospholipid phase transitions in homogeneous nanometer scale bilayer discs. FEBS Letters 2004; 556, 260-264. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    37. Yatvin M., Weinstein J. N. Dennis W. H. Design of liposomes for enhanced local release of drugs by hyperthermia. Science 1978; 202, 1290-1293. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    38. Weinstein J., Magin R. L., Yatvin M. Liposomes and local hyperthermia: selective delivery of methotrexate to heated tumors. Science 1979; 204, 188-191. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    39. Needham D., Anyarambhatla G., Kong G. A new temperature-sensitive liposome for use with mild hyperthermia: Characterization and testing in a human tumor xenograft model. Cancer Res. 2000; 60, 1197-1201.
    40. Kneidl B., Peller M., Winter G. Thermosensitive liposomal drug delivery systems: state of the art review. Int. J. Nanomed. 2014; 9, 4387-4398. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    41. Landon C. D., Park J. Y., Needham D. Nanoscale drug delivery and hyperthermia: the materials design and preclinical and clinical testing of low temperature-sensitive liposomes used in combination with mild hyperthermia in the treatment of local cancer. Open Nanomed. J. 2011; 3, 38-64. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    42. Phase 3 Study of ThermoDox with radiofrequency ablation (RFA) in treatment of hepatocellular carcinoma (HCC) [online]. CLINICALTRIALS.GOV, 2014-11-16 [cited 2014 11-16]. Available from: http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00617981?term=ThermoDox&rank=3.
    43. Lindner L. H., Eichhorn M. E., Eibl H. Novel temperature-sensitive liposomes with prolonged circulation time. Clin. Cancer Res. 2004; 10, 2168-2178. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    44. Li, L. Triggered content release from optimized stealth thermosensitive liposomes using mild hyperthermia. J. Control. Rel. 2010; 143, 274-279. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    45. Tagami T., Ernsting M. J., Li S.-D. Efficient tumor regression by a single and low dose treatment with a novel and enhanced formulation of thermosensitive liposomal doxorubicin. J. Control. Rel. 2011; 152, 303-309. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    46. Kono K. Thermosensitive polymer-modified liposomes. Adv. Drug Deliv. Rev. 2001; 53, 307-319. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    47. Fletcher P. D. Self-assembly of micelles and microemulsions. Cur. Opin. Colloid Interface Sci. 1996; 1, 101-106. Přejít k původnímu zdroji...
    48. Kwon G. S., Kataoka, K. Block-copolymer micelles as long-circulating drug vehicles. Adv. Drug Deliv. Rev. 1995; 16, 295-309. Přejít k původnímu zdroji...
    49. Gaucher G., Dufresne M. H., Sant V. P. Block copolymer micelles: preparation, characterization and application in drug delivery. J. Control. Rel. 2005; 109, 169-188. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    50. Neradovic D., Soga O., Van Nostrum C. S. The effect of the processing and formulation parameters on the size of nanoparticles based on block copolymers of poly(ethylene glycol) and poly(N-isopropylacrylamide) with and without hydrolytically sensitive groups. Biomaterials 2004; 25, 2409-2418. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    51. Chung J. E., Yokoyama M., Okano T. Inner core segment design for drug delivery control of thermo-responsive polymeric micelles. J. Control. Rel. 2000; 65, 93-103. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    52. Nakayama M., Chung J. E., Miyazaki T. Thermal modulation of intracellular drug distribution using thermoresponsive polymeric micelles. React. Funct. Polym. 2007; 67, 1398-1407. Přejít k původnímu zdroji...
    53. Kohori F., Sakai K., Aoyagi T. Control of adriamycin cytotoxic activity using thermally responsive polymeric micelles composed of poly(N-isopropylacrylamide-co-N,N-dimethylacrylamide)- -b-poly(d,l-lactide). Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 1999; 16, 195-205. Přejít k původnímu zdroji...
    54. Kohori F., Yokoyama M., Sakai K. Process design for efficient and controlled drug incorporation into polymeric micelle carrier systems. J. Control. Rel. 2002; 78, 155-163. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    55. Nakayama M., Okano T., Miyazaki T. Molecular design of biodegradable polymeric micelles for temperature-responsive drug release. J. Control. Rel. 2006; 115, 46-56. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    56. Qin S., Geng Y., Discher D. E. Temperature-controlled assembly and release from polymer vesicles of poly(ethylene oxide)-block-poly(N-isopropylacrylamide). Adv. Mater. 2006; 18, 2905-2909. Přejít k původnímu zdroji...
    57. Zhao Y., Fan X., Liu D. PEGylated thermo-sensitive poly(amidoamine) dendritic drug delivery systems. Int. J. Pharm. 2011; 409, 229-236. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    58. Urry D. W. Entropic elastic processes in protein mechanisms. I. Elastic structure due to an inverse temperature transition and elasticity due to internal chain dynamics. J. Protein Chem. 1988; 7, 1-34. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    59. Meyer D. E., Chilkoti A. Quantification of the effects of chain length and concentration on the thermal behavior of elastin-like polypeptides. Biomacromolecules 2004; 5, 846-851. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    60. Bidwell G. L., Davis A. N., Fokt I. A thermally targeted elastin-like polypeptide-doxorubicin conjugate overcomes drug resistance. Invest. New Drug. 2007; 25, 313-326. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    61. Bidwell G. L., Raucher D. Application of thermally responsive polypeptides directed against c-Myc transcriptional function for cancer therapy. Mol. Cancer Ther. 2005; 4, 1076-1085. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    62. Massodi I., Bidwell G. L., Davis A. N. Inhibition of ovarian cancer cell metastasis by a fusion polypeptide Tat-ELP. Clin. Exper. Metastasis 2009; 26, 251-260. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    63. Massodi I., Moktan S., Rawat A. Inhibition of ovarian cancer cell proliferation by a cell cycle inhibitory peptide fused to a thermally responsive polypeptide carrier. Int. J. Cancer 2010; 126, 533-544. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    64. Meyer D. E., Kong G. A., Dewhirst M. W. Targeting a genetically engineered elastin-like polypeptide to solid tumors by local hyperthermia. Cancer Res. 2001; 61, 1548-1554.
    65. Chilkoti A., Dreher M. R., Meyer D. E. Design of thermally responsive, recombinant polypeptide carriers for targeted drug delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 2002; 54, 1093-1111. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    66. Meyer D. E., Shin, S. C., Kong G. A. Drug targeting using thermally responsive polymers and local hyperthermia. J. Control. Rel. 2001; 74, 213-224. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    67. Chilkoti A., Dreher M. R., Meyer D. E. Targeted drug delivery by thermally responsive polymers. Adv. Drug Deliv. Rev. 2002; 54, 613-630. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Česká a slovenská farmacie

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.