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Wie funktionieren Nanopartikel bei der Arzneimittelabgabe?

14. November 2013 Bewertet: 27. Februar 2014 Veröffentlicht: 25. Juli 2014. Anwendung der Nanotechnologie in der Arzneimittelabgabe. Krebs ist eine der weltweit führenden Todesursachen, nimmt in Entwicklungsländern den zweiten Platz ein und weist im Laufe der Zeit eine wachsende Inzidenz auf [1]. Gegenwärtige Krebstherapiestrategien basieren auf Chirurgie, Strahlentherapie und Chemotherapie, wobei die Chemotherapie die höhere Effizienz bei der Krebsbehandlung zeigt, hauptsächlich in fortgeschritteneren Stadien [2, 3].

Trotz dieser großen Reaktion werden Antikrebsmittel in höheren Mengen verabreicht, um den Zielgeweben oder -organen eine endgültige geeignete Konzentration zu verleihen, und dieses Verfahren wird in jedem Zyklus der Chemotherapie wiederholt [4]. Die Einführung neuer Wirkstoffe in die Krebstherapie hat das Überleben der Patienten erheblich verbessert, aber es gibt immer noch mehrere biologische Barrieren, die die Arzneimittelabgabe an Zielzellen und -gewebe antagonisieren, nämlich eine ungünstige Bluthalbwertszeit und physiologisches Verhalten mit hohen Wirkungen außerhalb des Ziels und einer wirksamen Clearance vom Menschen Organismus [2, 5, 6].

Darüber hinaus gibt es bei Krebs eine kleine Untergruppe von Krebszellen - Krebsstammzellen CSC -, die sich wie normale Stammzellen selbst erneuern, zu heterogenen Populationen von Tochterzellen führen und sich stark vermehren können [7, 8]. Die Standardchemotherapie richtet sich gegen sich schnell teilende Zellen, den Großteil der Nicht-Stammzellen eines Tumors, und daher erscheint CSC für diese Wirkstoffe häufig relativ refraktär [7 - 9].

Die Entwicklung von Nebenwirkungen in normalen Geweben e. Um diese Probleme zu überwinden und dennoch die Effizienz von Chemotherapeutika zu verbessern, besteht ein Bedarf an weniger toxischen und zielgerichteten Therapien gegen Krebszellen, d.h. Nanotechnologie ist die Manipulation von Materie auf atomarer, molekularer und supramolekularer Ebene, bei der verschiedene nanoskalige Materialien in mehreren Schlüsselbereichen entworfen, hergestellt, charakterisiert und angewendet werden, um neue technologische Fortschritte vor allem auf dem Gebiet der Medizin, der sogenannten Nanomedizin, zu erzielen [6, 18 - 20].

Die wichtigsten biomedizinischen Anwendungen von nanoskaligen Materialien können wie in Abbildung 1 dargestellt organisiert werden. Die Nanotechnologie für die Vektorisierung von Arzneimitteln bietet neue und spezifischere Plattformen für das Targeting und die Abgabe von Arzneimitteln, die die Toxizität und andere Nebenwirkungen verringern und auch den therapeutischen Index beibehalten oder verbessern können [9 22, 23].

Tatsächlich ist die Entwicklung zielgerichteter Abgabesysteme das ultimative Ziel in der Krebstherapie, die bei der Überwindung des MDR-Problems die Führung übernommen hat [9, 13, 24, 25]. Hier werden wir aktuelle Anwendungen auf AuNPs als Plattformen für die Krebstherapie diskutieren und Strategien für eine gezielte Abgabe zur Gen-Stummschaltung hervorheben, wobei wir uns auf die optimalen Wege konzentrieren, um diese Therapeutika in vitro und in vivo zu testen.

Außerdem wird ein Überblick über die toxikologischen Aspekte dieser Materialien gegeben. Nanopartikel wurden als wirksame zielspezifische Strategien für die Krebsbehandlung entwickelt, die als Nanoträger und auch als Wirkstoffe wirken [4, 6, 5, 26]. In den letzten Jahrzehnten wurden verschiedene Arten von Nanopartikeln entwickelt, die auf verschiedenen Komponenten basieren, darunter Kohlenstoff, Siliciumdioxidoxide, Metalloxide, Nanokristalle, Lipide, Polymere, Dendrimere und Quantenpunkte sowie eine zunehmende Vielfalt neu entwickelter Materialien [4, 27 - 34].

Diese Nanomaterialien sind in der Lage, vor und nach der Konjugation an Biomoleküle ein hohes Maß an Biokompatibilität für eine bestimmte Funktion bereitzustellen, um sie in Nanomedizin und klinische Praxis umzusetzen. Nanomaterialien sorgen für eine günstige Bluthalbwertszeit und ein günstiges physiologisches Verhalten mit minimalen Effekten außerhalb des Ziels, einer wirksamen Clearance aus dem menschlichen Organismus und einer minimalen oder keiner Toxizität für gesundes Gewebe in lebenden Organismen [35, 36]. Dies wird durch die beträchtliche Abnahme der Clearance aus dem Organismus, die die Konjugation an Nanopartikel verleiht, weiter verstärkt.

Wenn man Nanopartikel für Therapeutika in Betracht zieht, sollte man auch die Auswirkungen auf den Zellstoffwechsel und das Schicksal bewerten, die durch eine optimale Konjugation mit interessierenden Biomolekülen erreicht werden können. DDS können die Eigenschaften freier Arzneimittel verbessern, indem sie ihre In-vivo-Stabilität und Bioverteilung, Löslichkeit und sogar die Modulation der Pharmakokinetik erhöhen, den Transport fördern und vor allem die Freisetzung höherer Dosen des Arzneimittels an der Zielstelle fördern, um effizient zu sein [ 18, 22, 37, 38].

DDS können durch direkte Konjugation mit den Wirkstoffen konstruiert werden, und weitere Oberflächenmodifikationen können zu einer besseren Abgabe solcher Systeme führen, eine gezielte Abgabe an bestimmte Zelltypen fördern und Zellkompartimente wie Zellkern und Mitochondrien erreichen [15, 39]. In Bezug auf die Arzneimittelabgabe sind die wichtigsten Nanopartikelplattformen Liposomen, Polymerkonjugate, metallische Nanopartikel, beispielsweise AuNPs, polymere Mizellen, Dendrimere, Nanoschalen sowie Nanopartikel auf Protein- und Nukleinsäurebasis ].

Die Implementierung von Nanopartikeln zur Krebsbehandlung kann auf bestimmten Eigenschaften wie Größe, Oberflächeneigenschaften und der Möglichkeit einer Vielzahl spezifischer Liganden in ihrer Oberfläche beruhen [18]. Die hohen Oberflächeneigenschaften und andere physikalisch-chemische Eigenschaften von Nanopartikeln können für die Entwicklung wertvoller Systeme moduliert werden, die Tumorzellen entweder qualitativ oder quantitativ nachweisen [10, 19].

Das Targeting der Krebszellen erfolgt über zwei verschiedene Strategien: Das passive Targeting von Tumorzellen durch Nanopartikel hängt von einem EPR-Effekt ab, der durch angiogene Gefäße mit defektem Gefäßsystem und falschem Lymphfluss gefördert wird und eine höhere Akkumulation in Tumorzellen im Vergleich zu normalen Zellen erreicht [15]. Die durch Nanopartikel erzielte erhöhte Anreicherung eines Arzneimittels im Tumorinterstitium kann im Vergleich zum alleinigen Arzneimittel mehr als zehnmal höher sein [4].

Trotz der erhöhten Arzneimittelakkumulation im Tumor wirft diese Strategie einige Bedenken hinsichtlich der Zielspezifität eines solchen Mechanismus auf, der auf dem umstrittenen Einfluss des EPR-Effekts auf die Arzneimittelexternalisierung beruht, der eine weit verbreitete Verteilung im gesamten Tumor fördert [4, 46].

Die Wahl des Ziels hängt von seiner hohen Häufigkeit in der Zelloberfläche und seiner einzigartigen Expression und folglich von der Fähigkeit zur Internalisierung des Nanokonjugats ab [4, 47, 48]. Obwohl angenommen wird, dass aktives Targeting keine direkte Assoziation mit den gesamten im Tumor akkumulierten Nanopartikeln hat, wird es die Aufnahme von Nanopartikeln über Rezeptor-vermittelte Internalisierung beeinflussen und die Effizienz von Antitumormitteln mit intrazellulären Zielen verbessern [49, 50].

Aktives Targeting kann der potenzielle Weg für polymere Nanopartikel sein, Chemotherapeutika an Krebszellen abzugeben, und ist daher derzeit einer der Hauptvektoren der DDS-Entwicklung, bei dem Nanopartikel so angepasst werden, dass sie die effektive Ladung liefern, ohne das selektive Targeting zu beeinträchtigen.

Metallische Nanostrukturen sind im Vergleich zu anderen Nanomaterialien flexiblere Partikel, da Größe, Form, Struktur, Zusammensetzung, Zusammenbau, Einkapselung und einstellbare optische Eigenschaften gesteuert werden können [51, 52]. Zwischen den möglichen metallischen Nanostrukturen scheinen AuNPs im medizinischen Bereich von großem Interesse zu sein, 3 was eine große Effizienz bei der Krebstherapie zeigt [51 - 54].

Das ständige Interesse an AuNPs beruht auf ihren einstellbaren optischen Eigenschaften, die für die Behandlung und Diagnose von Krankheiten gesteuert und moduliert werden können [9, 54, 52].

Die Synthese von Nanopartikeln folgt einigen Aspekten, die auf einer hohen Homogenität der Materialien hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften beruhen, die die Größe, Form und Oberflächeneigenschaften stark beeinflussen. Der Hauptprozess für die Entwicklung von Nanopartikeln erfordert die chemische Verabreichung von Verkappungsmitteln, die an der Oberfläche von Nanopartikeln adsorbieren [55] und deren Referenzen. AuNPs können durch Reduktion von Gold mit verschiedenen Wirkstoffen wie Molekülen, die eine Thiolgruppe, eine aliphatische Kette und eine geladene Endgruppe tragen, mit unterschiedlichen Größen synthetisiert werden, wodurch eine Partikelaggregation vermieden werden kann [37].

Darüber hinaus fördert diese dichte Schicht aus Stabilisierungsmittel eine allgemeine Änderung der Oberflächenladung von AuNPs, die den Ligandenaustausch mit mehreren Molekülen ermöglicht, die Funktionalisierung von AuNPs fördert und dann die Partikelstabilität in physiologischen Umgebungen erhöht [55, 56]. AuNPs liefern Systeme, die auf ihrer Fähigkeit basieren, unterschiedliche funktionelle Gruppen zu tragen, sobald sie durch einen Thiol-Linker an kovalenten und nichtkovalenten Bindungen beteiligt sind [37, 55].

Tatsächlich treten robuste AuNPs durch die Stabilisierung mit Thiolaten auf, sobald die Bindung zwischen Au und dem Thiol S sehr stark ist [57]. Dieser Prozess erhöht die Affinität der AuNP-Oberfläche für verschiedene Arten von Liganden wie Polyethylenglykol-PEG-Moleküle, Nukleinsäure-DNA und -RNA, Peptide, Antikörper und auch kleine Arzneimittelmoleküle. Abbildung 2 [9, 13, 37, 47, 52, 56 57].

Multifunktionale NP-basierte Systeme für das Targeting, die Abgabe und die Bildgebung von Tumoren. Diese innovativen NPs umfassen eine Targeting-Einheit, eine Silencing-Einheit und Antikrebs-Arzneimittelmoleküle zur Abgabe an das Zielgewebe. Abhängig vom Zielmechanismus können sie sich an der Oberfläche oder innerhalb der NPs befinden. Es ist wichtig zu beachten, dass eine erhöhte Hydrophilie auf der AuNP-Oberfläche die Aufnahme durch Krebszellen behindern und dadurch die effiziente Arzneimittelabgabe an Tumoren durch passives Targeting von Nanopartikeln behindern kann [58, 59].

In Bezug auf den Targeting-Ansatz hängt ein zentrales Thema von der Auswahl der optimalen Targeting-Liganden ab, möglicherweise durch Abwägen ihrer Stöchiometrie im Vergleich zur Antibiofouling-Oberfläche von AuNPs. Insbesondere können zwei wichtige Ligandeneigenschaften, nämlich Affinität und Dichte, eine Schlüsselrolle bei der effektiven Ausrichtung von Nanopartikeln auf die Zelloberflächenmembran spielen.

Wiederum ist die Ligandenbindungsaffinität das Ergebnis des Gleichgewichts zwischen enthalpischen Vorteilen für die Ligand-Rezeptor-Wechselwirkung und Dehnung, Flexibilität oder Kompressibilität entropischer Verluste des Nanosystems. Daher sollte die optimale Ligandendichte und Ladung auf der AuNP-Oberfläche von Fall zu Fall untersucht werden.

AuNPs können in größere Strukturen wie polymere Nanopartikel oder Liposomen eingebaut werden, die große Nutzlasten für verbesserte diagnostische Anwendungen liefern, Arzneimittel für die gleichzeitige Therapie effizient einkapseln oder zusätzliche bildgebende Markierungen hinzufügen.

Diese Reihe von Merkmalen hat zu ihrer Anwendung in biomedizinischen Bereichen geführt, in jüngerer Zeit jedoch in Ansätzen, bei denen multifunktionale Goldnanopartikel für verschiedene Methoden wie die gleichzeitige Diagnose und Therapie, die sogenannte Theranostik, verwendet werden [53, 60 - 63].

Die Bioverteilung von AuNPs kann vor der Lieferung ihrer Nutzlast überwacht werden, was die Erstellung eines Behandlungsplans ermöglicht [65]. Die Anwendung von AuNPs für die In-vitro-Diagnose, In-vivo-Bildgebung, Therapie und auch als DDS beruht auf ihrer chemischen Stabilität, hohen Löslichkeit in Wasser, geeigneter Morphologie und begrenzter Dispersität, hohem Oberflächen-Volumen-Verhältnis, Nichttoxizität in biologischen Systemen und eine einfache Synthese und Funktionalisierung mit einer Vielzahl von Biomolekülen, die auf Einheiten und Wirkstoffe abzielen und diese auch zum Schweigen bringen Abbildung 2 [19, 21, 55, 56, 66 - 68].

AuNPs-Formulierungen haben aufgrund ihrer Eigenschaften, die aufgrund einiger Krebsspezifitäten von besonderem Interesse sind, einen großen Einfluss auf die Krebstherapie in verschiedenen Kontexten. AuNPs bieten einstellbare optische Eigenschaften, die die Absorption von Licht im nahen UV bis nahen Infrarot ermöglichen. Dies ist die letzte Eigenschaft, die es Nanopartikeln ermöglicht, in Zellen einzudringen, was einen wichtigen Durchbruch für ihre Anwendung in der photothermischen Therapie oder Hyperthermie darstellt [57, 69].

So erwärmen sich Nanopartikel nach Bestrahlung des Körpers oder des lokalen Bereichs mit einem Magnetfeld oder einer anderen Energiequelle und induzieren folglich einen Anstieg der Krebszelltemperatur bis zum Zelltod [5]. Mehrere Goldnanostrukturen werden als erfolgreiche Kandidaten als photothermische Mittel bezeichnet, wie der von Sirotkina und Mitarbeitern beschriebene Fall, bei dem AuNPs eine hohe Konzentration im Hauttumorgewebe erreichen und zu einer apoptotischen Reaktion führen [70].

AuNPs haben im Vergleich zur einfachen Bestrahlungsmethode, der Laserhyperthermie, eine Methode, um die mit den derzeitigen Krebstherapien verbundenen Nebenwirkungen zu umgehen, den Vorteil, dass sie weniger Bestrahlungsenergie benötigt, um die Tumorablation zu fördern [57].

AuNPs wurden in Strahlentherapieexperimenten überprüft, um die Probleme zu überwinden, die mit der durch Strahlentherapie verursachten Schädigung des gesunden Gewebes verbunden sind [5, 57]. Diese Strategie basiert auf der bekannten Anreicherung von AuNPs im Tumor, die als Lockvogel fungieren, um die Strahlung im Tumor zu fokussieren und ihre Wirkung in normaler Tumorumgebung zu begrenzen, wodurch die anfängliche Menge der verabreichten Strahlung verringert werden kann [5 71, 72].

Die Hemmung der Angiogenese, d.h. AuNPs haben die Fähigkeit, die Phosphorylierung der an diesem Prozess der Angiogenese beteiligten Proteine ​​durch ihre Bindung an die Cysteinreste in Heparin-bindenden Wachstumsfaktoren zu verhindern [73]. Ergänzend dazu können die intravenös verabreichten AuNPs bestrahlt werden, was zu einer Schädigung des Endothels und einer Unterbrechung der Sauerstoff- und Nährstoffversorgung der betroffenen Tumoren führt, eine weitere Möglichkeit der angiogenen Therapie [65].

Die Strahlentherapie, die einst einen großen Einfluss auf sich schnell teilende Zellen hatte, zeigt eine verringerte Aktivität gegenüber der Nische zentraler Zellen, die unabhängig von der Blutversorgung und dann hypoxisch und mit verringerter Proliferationskapazität werden, was zu einem kontinuierlichen Überleben solcher Zellen führt, was die Hauptursache ist des Tumorrezidivs [65]. Die vollständige Abschaffung der Angiogenese ist daher eine mögliche Strategie, um diese Krebszellen auszurotten und dann Krebs auszurotten [65].

Die oben beschriebene bekannte Anwendung von AuNPs in der Krebstherapie führte zu weiteren Untersuchungen neuer potenzieller Therapiestrategien und es wurde bestätigt, dass AuNPs beim Entwurf von Abgabesystemen verwendet werden können [74, 75]. Die Motivation für die Implementierung von AuNPs als Plattformen für die Arzneimittelabgabe beruht auf ihrer einfachen Synthese, Funktionalisierung und auch hohen Biokompatibilität. Dies zeigt, dass die Funktionalisierung mit spezifischen Nutzlasten ein großes Potenzial zur Zerstörung von Krebszellen besitzt [15, 76].

Wie oben beschrieben, haben AuNPs als potenzieller Nanoträger die Möglichkeit, unterschiedliche Nutzlasten zu tragen, z. B. kleine Arzneimittelmoleküle für die Arzneimittelabgabe oder Biomoleküle wie DNA, Proteine ​​und RNA-siRNAs, die als attraktives Genabgabesystem erkannt werden (Abbildung 2) [37]. Die Konjugation der zwei Arten von therapeutischen Funktionen in Nanopartikeln, d.h. Nanokonjugate zur Arzneimittelabgabe können eine Vielzahl von Antikrebsmolekülen aufnehmen, die freigesetzt werden und ihre therapeutische Wirkung in Krebszellen haben. Es können jedoch auch gesunde Gewebe betroffen sein. Um dieses Problem zu vermeiden, ist eine Targeting-Strategie ein wichtiges Merkmal für die kombinierte Therapie [78 ].

Durch die Nutzung von molekularen Tumormarkern als Andockstellen zur Konzentration der therapeutischen Wirkung auf Tumoren ist es möglich, die therapeutische Wirksamkeit zu erhöhen und gleichzeitig die systemische Exposition und die Auswirkungen außerhalb des Ziels zu verringern. Für ein selektives und mit großem Potenzial versehenes Abgabesystem auf Basis von Nanopartikeln ist ein effizientes Targeting auf einzigartig überexprimierte Rezeptoren in Krebszellen erforderlich [76].

Die Wirksamkeit solcher Systeme wird durch die Verbesserung der zellulären Akkumulation von AuNPs durch ein aktives Targeting auf Krebszellen im Vergleich zu einem freien Medikament erreicht, das passiv in die Zellen eindringt und gleichzeitig die biologische Reaktion und biophysikalische Barrieren in vivo vermeidet [5, 80]. Tatsächlich müssen Nanopartikel genügend Zeit im Blutkreislauf verbleiben und können nicht eliminiert werden, um auf die Tumorstelle im Körper abzuzielen, und Oberflächenmodifikationen können eine nützliche Eigenschaft sein, um das mononukleäre Phagozytensystem zu vermeiden [4].

Basierend auf dieser Spezifität kann diese Plattform eine potenzielle Methode für die Krebstherapie sein, sobald sie mit hoher Sicherheit zwischen Krebszellen und Nicht-Krebszellen unterscheiden kann, ein Hauptanliegen im Zusammenhang mit den aktuellen Krebstherapien [5, 81].

Die Vergrößerung der Oberfläche von AuNPs, die mit anderen Merkmalen wie abstands- und brechungsindexspektroskopischen Eigenschaften verbunden ist, scheint für die Konstruktion relevanter Biodetektionsmoleküle wichtig zu sein [55].

Diese Kapazität von AuNPs kann zur Verbesserung der therapeutischen Kapazität solcher Systeme genutzt werden, sobald die gleichzeitige Anwendung diagnostischer und therapeutischer Strategien, Theranostics, zu einer größeren Freisetzung an einer bestimmten Tumorstelle, der Zielgruppe oder der Zielgruppe führen kann Medikament, und es kann im ganzen Körper verfolgt werden [82]. Es gibt verschiedene Arten von Tumor-Targeting-Biomolekülen wie Peptide wie RGD [47], Proteine ​​Transferrin, epidermaler Wachstumsfaktor EGF und Kohlenhydrate [5], Oligonukleotide wie Aptamere [83] und monoklonale Antikörper [85 - 87].

Beispielsweise wurde der monoklonale Anti-Epithel-Wachstumsfaktor-Rezeptor-EGFR-Antikörper als aktives Targeting-Mittel verwendet, da EGFR und seine Liganden in einer Vielzahl von soliden Tumoren häufig überexprimiert werden [86 - 88]. Funktionalisierung von AuNPs mit spezifischen ssDNA-Molekülen Au-Nanosonden stellen ein hervorragendes Nachweissystem für bestimmte DNA-Ziele dar und sind ein schnelles, empfindliches, spezifisches und kostengünstiges System [19]. Beispielsweise können Krebszellen, die die Folatrezeptoren überexprimieren, durch AuNPs, die mit Folatliganden funktionalisiert sind, gezielt angegriffen werden, und dann kann das Chemotherapeutikum Doxorubicin DOX in diese freigesetzt werden und eine höhere Toxizität induzieren als in gesunden Zellen, die diese Rezeptoren nicht exprimieren und im Vergleich zum DOX allein [89].

Darüber hinaus stellen die zelloberflächenspezifischen Marker, die den CSC-Pool charakterisieren, eine Möglichkeit dar, auf diese Zellen im gesamten Tumor abzuzielen [7, 8].Therapeutische Strategien müssen auf diese spezifische CSC-Nische anstatt auf die schnell geteilte konzentriert werden, um eine Tumorregression zu verhindern [7, 8].

Das Targeting von angiogenen Tumorgefäßen gewinnt ebenfalls zunehmend an Aufmerksamkeit, da es die therapeutische Effizienz in Fällen verbessern kann, in denen Tumorzellen weniger zugänglich sind [79].

In Kombination mit passiven Targeting-Strategien kann aktives Targeting die Rezeptor-vermittelte Endozytose der AuNP-Konjugate in Zielzellen verbessern [80, 90]. Die intrazelluläre Lokalisierung von Effektormolekülen kann durch die Verwendung von zellpenetrierenden Peptiden, bei denen es sich um kurze Peptide handelt, die die Abgabe verschiedener Ladungen an Zellen erleichtern, oder durch Kernlokalisierungssequenzen, die Ladungen zum Kern leiten, weiter gesteuert werden [91, 92]. .

Die Konstruktion von DDS hängt von Größe, Ladung und Oberflächenfunktionalität der AuNPs ab, sobald sie die Aufnahmekapazität solcher Nanovektorisierungssysteme sowie deren intrazelluläres Schicksal bestimmen [5, 75]. Die Möglichkeit, AuNPs mit einer Vielzahl unterschiedlicher Ladungen zu funktionalisieren, ermöglicht die Entwicklung mehrerer unterschiedlicher Ansätze für die Arzneimittelabgabe [76]. Darüber hinaus sind stabile Nanovektorisierungssysteme im Blutstrom, die Arzneimittelfreisetzungsrate und die Clearance des Vektors zwei weitere wichtige Eigenschaften für die Verwendung von Nanopartikeln als DDS [5, 57].

Die Verwendung von Vektorisierungssystemen auf Basis von Nanopartikeln zeigt die Fähigkeit, die auferlegten biologischen Barrieren zu transponieren, wobei Moleküle mit niedrigem Molekulargewicht freigesetzt werden, die schnell in den Körper diffundieren und eine selektive Verteilung in Richtung Krebszellen fördern [5].

Die aktive Freisetzung des Arzneimittels in Zellen hängt von der Wechselwirkung zwischen dem Arzneimittel und den kovalenten oder nichtkovalenten AuNPs-Bindungen und sogar von den Freisetzungsmethoden nach Erreichen der Zellen ab [76]. Eine nichtkovalente Bindung, wie sie für hydrophobe Arzneimittel verwendet wird, erfordert keine weiteren Änderungen des Arzneimittels, um freigesetzt zu werden [97], während für kovalente Wechselwirkungen, die für Prodrugs hergestellt werden, die Anwendung eines internen oder externen Mechanismus impliziert ist [97]. 98, 99].

Die einstellbaren optischen Eigenschaften der AuNP-Oberfläche sind ein herausragendes Merkmal für die Freisetzung eines Arzneimittels durch interne oder externe Stimuli [5]. Externe Stimuli können durch eine photoregulierte Freisetzung verabreicht werden, die von der Verabreichung von Licht zur Photospaltung der Wechselwirkung zwischen Nanopartikeln und Wirkstoff abhängt, um den Wirkstoff zu aktivieren, sobald er frei ist [100 - 102], wie dies mit mit 5-Fluorouracil funktionalisierten AuNPs gezeigt wurde [103].

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