(Phys.org) -- Vilka vägar tar nanomediciner efter att de har svalts? Forskare hittar en återcirkulationsväg för polymera miceller med hjälp av multimodal olinjär optisk mikroskopi.
Framsteg inom farmaceutisk nanoteknik har gett allt mer sofistikerade nanopartiklar för medicinleverans. När det administreras via oralt, intravenös, okulära och transkutana leveransvägar, dessa nanopartiklar kan framkalla förbättrad läkemedelsprestanda. En sådan nyligen utvecklad nanopartikel är Quaternary Ammonium Palmitoyl Glycol Chitosan (GCPQ), en kitosanbaserad polymermicell som kan användas för att kapsla in läkemedel och förbättra deras orala absorption och deras intravenösa aktivitet med upp till en storleksordning. Trots sin stora potential, de mekanismer genom vilka GCPQ-miceller – eller andra nanopartikelbaserade leveranssystem – interagerar med organ på cellulär skala är ännu inte klarlagda. Dock, full kunskap om dessa mekanismer är en förutsättning för en rationell design som optimerar deras prestanda.
Natalie Laura Garrett och ett team av forskare från University of Exeter och UCL School of Pharmacy i London (UK) använde multimodal olinjär optisk mikroskopi för att undersöka dessa mekanismer med hjälp av deutererad GCPQ som levereras oralt till möss.
De kombinerade koherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) mikroskopi, andra övertonsgenerationen (SHG) och två fotonfluorescens (TPF) mikroskopi som en multimodal etikettfri metod. CARS-mikroskopi har många fördelar jämfört med konventionell avbildning, inklusive:upp till flera hundra mikrometers djuppenetrering i biologisk vävnad; inre optisk sektionering och hög rumslig upplösning; etikettfri kemisk specifik kontrast. I kombination med CARS-mikroskopi, TPF och SHG tillåter detaljerad tredimensionell visualisering av nanopartiklar som är preciserade med subcellulär precision mot en komplex biologisk bakgrund.
Den multimodala metoden användes för att avbilda tre av de viktigaste organen för oral läkemedelstillförsel:levern, tarmen och gallblåsan. Genom att göra så, de visade för första gången att oralt administrerade kitosananopartiklar följer en recirkulationsväg från mag-tarmkanalen via enterocyter i villi, passerar in i blodomloppet och transporteras till hepatocyterna och levercellulära utrymmen i levern och sedan till gallblåsan, innan de återutsläpps i tarmen tillsammans med gallan. Sådan recirkulation kan också förbättra läkemedelsabsorptionen.
