最新切向流过滤应用集锦：新型纳米药物载体

来自美国俄勒冈州立大学等的科学家们在2020年第12期的《Pharmaceutics》杂志上发表了题为“Formulation of Folate-Modified Raltitrexed-Loaded Nanoparticles for Colorectal Cancer Theranostics”的文章。文中，纳米颗粒Layer-by-Layer（逐层）制备工艺使用KrosFlo KR2i TFF系统。操作时，含有2 wt% 固体的纳米颗粒悬液先超声并稀释至0.2 mg/mL，取3mL装入15mL锥形管中，3mL样品与3mL的1mg/mL 多聚-L-赖氨酸盐酸盐（PLL）短暂混合，然后再超声3次。TFF 系统的进样和回流管路连接至锥形管，进样管路靠近锥形管底部。罐内加入Milli-Q水接近加满。启动TFF系统，液体开始循环通过系统。过量的PLL随滤液流出，锥形管内液位下降。当罐内液体＜3mL时，锥形管重新装满Milli-Q水，以进一步漂洗循环的纳米颗粒。浓缩至液位接近管底，暂停系统。将进样管浸入水中，启动泵，使液位接近起始体积。系统管路用水冲洗。将PLL包被的颗粒加入到含有RTX或RTX和FA的混合液中。混合后，使用与PLL相同的策略，纯化混合液。

切向流过滤可在将不同材料包被到羧酸酯修饰的聚苯乙烯胶乳（CML）纳米颗粒（NP）上之后，进行快速的纯化。（A）使用TFF系统从PLL纯化CML以及随后从RTX或RTX/FA混合物分离NP的系统设置。逐层（LbL）包被的NP制剂的示意图（J.G.Rosch, et al., 2020）。

摘要：多功能纳米颗粒（NP）可实现药物递送成像，并促进肿瘤细胞摄入，是肿瘤精准治疗的有力工具。这里，我们报导一种叶酸（FA）和叶酸代谢物逐层（layer-by-layer，LbL）制剂的开发，其已分别被证实可增强肿瘤摄入且可作为有效的化疗药物。为研究LbL包被的NP的摄入，我们在荧光聚苯乙烯NP上设计了雷替曲塞（raltitrexed，RTX）或结合的RTX-FA。这些NP制剂的性能使用CT26 小鼠结直肠癌（CRC）细胞进行体外和体内评估，分析CRC的摄入和细胞毒性。荧光显微镜和流式细胞分析显示，相比裸NP，包被的NP制剂累积增加。主要器官的体外近红外（NIR）荧光成像显示，大部分NP积聚在肝脏，这是大多数NP制剂的典型现象。CRC肿瘤的成像显示，以包被的NP处理的动物中，NP积聚具有更高的平均荧光水平，大多数RTX-NP处理的动物显示一致的最高平均肿瘤积聚。总体来说，这些结果有利于CRC治疗诊断应用中LbL制剂的开发。

原文：J.G.Rosch, A.N.DuRoss, M.R.Landry, et al., Formulation of Folate-Modified Raltitrexed-Loaded Nanoparticles for Colorectal Cancer Theranostics. Pharmaceutics, 2020, 12: 133, doi:10.3390/pharmaceutics12020133.

来自德国MJR PharmJet GmbH和荷兰马斯特里赫特大学等的科学家们在2020年的《Drug Delivery and Translational Research》杂志上发表了题为“Ciprofloxacin-loaded polymeric nanoparticles incorporated electrospun fibers for drug delivery in tissue engineering applications”的文章。文中，在使用纳米沉淀法制备纳米颗粒时，使用Repligen的10kD mPES MidiKros中空纤维过滤器，以连续切向流过滤模式，去除制备过程中的有机相，并进行纯化。对于含有纳米颗粒的生物制造电纺丝支架，使用切向流过滤对载环丙沙星纳米颗粒浓缩5倍，以提高支架生物制造优化时的环丙沙星浓度。

摘要：本文介绍载抗生素的生物可降解聚合物纳米颗粒的开发，其作为药物递送系统，沉积在电纺丝支架上，用于组织工程应用。创新的载环丙沙星聚（DL-乳酸-共-乙交酯）纳米颗粒可确保在作用位点的连续缓慢释放以及局部高浓度，以优化疗效。抗生素的局部递送作为电纺丝支架的整合部分，可实现高效、安全且智能地增强支持组织再生。本文数据为满足使用可生物降解且生物相容的局部纳米抗生素递送系统的需求提供了坚实的科学依据，可用于广泛的组织工程应用，包括易受细菌感染的中耳组织（如鼓膜）。需要对此类系统进行进一步的鉴定，如体内研究，以确保从实验室成功转移到临床应用。

原文：C.Gunday, S.Anand, H.B.Gencer, et al., Ciprofloxacin-loaded polymeric nanoparticles incorporated electrospun fibers for drug delivery in tissue engineeringapplications. Drug Delivery and Translational Research, 2020, https://doi.org/10.1007/s13346-020-00736-1.

来自韩国CHA大学的科学家们在2020年2月的《Tissue Eng Regen Med》杂志上发表了题为“Attenuation of Tumor Necrosis Factor-a Induced Inflammation by Umbilical Cord-Mesenchymal Stem Cell Derived Exosome-Mimetic Nanovesicles in Endothelial Cells”的文章。文中，使用Repligen的切向流过滤系统及300kD中空纤维过滤器，浓缩并纯化制备的外泌体模拟纳米颗粒。

摘要：背景：炎症可通过炎症细胞黏附诱导内皮细胞功能障碍，这种现象和活性氧的累积是动脉粥样硬化相关血管疾病的关键诱因。虽然外泌体是炎症通路中良好的抑制剂候选物，但由于天然外泌体极低的释放率且难以分离的原因，需要开发模拟外泌体的纳米囊泡（NV）。与天然外泌体相比，NV可大量生产，但由于细胞膜的柔韧性较低，挤出过程中由于挂在滤膜上而导致的高损失率仍是一个需要克服的挑战。所以，需要制造更加柔韧的细胞膜，以更高效地生产NV。

方法：为提高细胞膜的柔韧性，脐带间充质干细胞（UC-MSCs）在连续挤出前，连续进行5个冻融循环（FT）。通过三种不同孔径的膜连续挤出后，FT/NV使用切向流过滤系统进行纯化。NV或FT/NV预处理人冠状动脉内皮细胞（HCAEC），然后使用人肿瘤坏死因子-α（TNF-α）诱导炎症反应。

结果：经冻融处理后，模拟外泌体纳米囊泡（FT/NV）的产量比传统方法高3倍。在降低TNF-α诱导的炎症方面，FT/NV具有与NV相似的生物特性。

总结：我们提出了一种结合冻融处理和TFF系统、使用UC-MSCs进行NV生产的高效方案。FT/NV可成功降低HCAEC中TNF-α诱导的炎症反应。

原文：K.W.Ko, Y.I. Yoo, J.Y.Kim, et al., Attenuation of Tumor Necrosis Factor-a Induced Inflammation by Umbilical Cord-Mesenchymal Stem Cell Derived Exosome-Mimetic Nanovesicles in Endothelial Cells. Tissue Eng Regen Med, 2020, https://doi.org/10.1007/s13770-019-00234-7.

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