.jpg)
Hydrogels with responsive mesoporous silica nanoparticles for local sustained drug delivery
ES2816632
"Limited penetration of the blood brain barrier of systemically administered anticancer drugs is one of the causes of the unsuccessful of current therapies. For this reason, local drug administration is considered as one of the options to counteract these disadvantages. A major challenge in local drug delivery is associated on the one hand with achieving greater availability and penetrability of the drug in the tumor or cells near it once removed and on the other hand to achieve a sustained and selective drug delivery only at the therapeutic target. Therefore, it is necessary to develop new materials for local administration of drugs that increase their availability in the tumor and ensure a controlled and sustained release at the site of action. In the face of this need, the present invention proposes a new material for local administration of drugs composed of an injectable hydrogel of in situ formation that includes drugs encapsulated into mesoporous silica nanoparticles with molecular gates. The present invention describes a new material for local sustained and selective drug delivery composed by: (i) a hydrogel of in situ formation which could consist of hyaluronic acid (HA)-based gels and chitosan/¿-glycerophosphate (GP) gels (ii) mesoporous silica nanoparticles type MCM-41 from 100 nm to 200 nm and a pore diameter between 2 nm and 50 nm. These nanoparticles are embedded into the gel matrix and its pores are capped with molecular gates of type polyethylene glycol (PEG) which modulates the release of the drug into the target cell. Among the drugs that can be encapsulated into the pores of the nanoparticles are Daunorubicin, Camptotecin, fluoruracil, Cisplatin, Carboplatin, Temozolomide, Carmustine, Docetaxel and Doxorubicin (DOX). The release of the drug occurs in response to a high concentration of glutathione (GSH) present in carcinogenic tumors (Figure 1). This material has a versatile design, that allows the use of any other type of hydrogel of in situ formation and particles with molecular gates that respond to stimuli such as pH, temperature, enzymes, among others."
La pénétration limitée de la barrière hémato-encéphalique des médicaments anticancéreux administrés par voie systémique est l'une des raisons du succès limité des thérapies actuelles. C'est pourquoi l'administration locale de médicaments est considérée comme l'une des options permettant de pallier ces inconvénients. Un défi majeur dans l'administration locale de médicaments est associé, d'une part, à l'obtention d'une plus grande disponibilité et pénétrabilité du médicament dans la tumeur ou dans les cellules proches de la tumeur une fois qu'il a été retiré et, d'autre part, à la garantie que les médicaments encapsulés sont libérés uniquement dans la cible thérapeutique. Il est donc nécessaire de mettre au point de nouveaux matériaux pour l'administration locale de médicaments qui augmentent leur disponibilité dans la tumeur et assurent une libération contrôlée et prolongée sur le site d'action. Face à ce besoin, la présente invention propose un nouveau matériau d'administration locale de médicaments composé d'un hydrogel injectable se formant in situ qui comprend des nanoparticules de silice mésoporeuse avec des portes moléculaires, à l'intérieur desquelles les médicaments à administrer sont encapsulés. La présente invention présente un nouveau matériau d'administration locale de médicament composé de : (i) un hydrogel se formant in situ, qui peut être constitué d'acide hyaluronique (HA) ou de chitosan (CS), (ii) des nanoparticules de silice mésoporeuse de type MCM-41 de 100 nm à 200 nm et d'un diamètre de pore compris entre 2 nm et 50 nm. Ces nanoparticules peuvent encapsuler des médicaments tels que la daunorubicine, la camptothécine, le fluorouracile, le cisplatine, le carboplatine, le témozolomide, la carmustine, le docétaxel et la doxorubicine (DOX). Les pores de ces nanoparticules sont fermés par des portes moléculaires en polyéthylène glycol (PEG) dont la fonction est de moduler la libération du médicament dans la cellule cible. La libération du médicament se produit en réponse à une concentration élevée de glutathion (GSH) présente dans les tumeurs cancéreuses. Ce matériau présente une conception polyvalente, où tout autre type d'hydrogel se formant in situ peut être utilisé et où les particules peuvent être conçues avec des portes moléculaires qui répondent à des stimuli tels que le pH, la température, les enzymes et autres.