pH响应纳米容器的药物递送数学建模
医学物理
2020-01-10 v1 生物物理
摘要
药物递送系统代表了一种治疗癌症并克服化疗副作用的有前景策略。特别地，聚合物纳米容器因其结构与形态优势以及可使用的聚合物多样性而备受关注，使得能够合成可响应肿瘤微环境生化改变的材料。尽管实验方法可提供诸多见解，但在宽泛参数空间中生成实验数据通常耗时和/或昂贵得令人却步。为更好地理解不同设计参数对药物释放曲线及所涉及药物动力学的影响，适当设计的数学模型大有裨益。在此，我们开发了一个新颖的数学模型来描述药物在由核与pH响应聚合物壳组成的空心纳米容器内的传输与释放。该两层数学模型充分考虑了药物溶解、扩散及与聚合物的相互作用。我们使用柔红霉素与[Cu(TPMA)(Phenantroline)](ClO_4)_2作为模型药物生成了实验药物释放曲线，纳米容器对二者均表现出优异的包封能力。在不同条件下研究了体外药物释放行为，该系统能够通过释放更多药物于酸性而非生理环境中来对所选pH刺激作出响应。通过将数学模型结果与我们实验数据比较，我们确定了最贴合数据的模型参数值，并证明该模型能够描述所述现象。所提方法可用于描述和预测多种药物递送系统的释放曲线。
引用
@article{arxiv.2001.03058,
title = {Mathematical modelling of drug delivery from pH-responsive nanocontainers},
author = {G. Pontrelli and G. Toniolo and S. McGinty and D. Peri and S. Succi and C. Chatgilialoglu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.03058},
year = {2020}
}