Выбор наночастиц для создания тераностических систем: от поверхностного покрытия до наноклапанов

Наночастицы с модифицированной поверхностью (металлические и неметаллические) привлекли значительное внимание благодаря возможностям точной визуализации и лечения клеток и опухолей на молекулярном и анатомическом уровнях. Эти наномасштабные агенты обладают специфическими физико-химическими свойствами, способствующими диагностике заболеваний на ранних стадиях и применению в онкологических тераностических системах (визуализация и терапия с использованием одной системы). Например, золотые наностержни (AuNRs) демонстрируют улучшенный фототермический отклик и повышенную рентгеновскую плотность, что имеет значение для тераностических применений. Однако при воздействии света в ближней инфракрасной области AuNRs утрачивают оптические свойства, характерные для фототерапии рака. Для решения этой проблемы силикатное покрытие является безопасным вариантом для наностержней: оно не только стабилизирует их, но и создает дополнительное пространство для загрузки грузов, придавая им многофункциональность в онкологических тераностических системах. Кроме того, на поверхности наночастиц (органических, неорганических и биологических) наносят различные малые молекулы, улучшающие их биосовместимость, время циркуляции в крови, специфическое распределение в организме и способность связываться с опухолью. Некоторые из этих систем достигли стадии клинических испытаний, однако продолжают сталкиваться с трудностями при получении одобрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) из-за инженерных и биологических барьеров. Кроме того, наночастицы в трансляционных исследованиях сталкиваются с проблемами надежности, воспроизводимости, деградации, а также проникновения в опухоль и выхода из нее. Наночастицы-носители грузов также имеют критическую проблему преждевременной утечки загруженного содержимого — противоопухолевых препаратов или визуализирующих зондов. Поэтому в устьях пор систем доставки грузов создают различные запирающие элементы — от квантовых точек до супрамолекул, — известные как наноклапаны. В настоящем обзоре рассматриваются эволюция наночастиц и их выбор для диагностических и терапевтических применений. В этом контексте освещаются основные требования к многофункциональным тераностическим конструкциям для таргетной визуализации и терапии, а также ряд существующих проблем. Рассматриваются основные трудности, возникающие при поверхностной модификации...