표적 NIR 응답 PNIPAM-피롤 나노복합체로 시너지 화학-광열 유방암 치료

요약

다기능 나노복합체 기반 병용 요법이 암 치료 효능 향상 유망 접근법으로 고려됐습니다. 본 연구에서는 유방암 세포 대상 시너지 화학-광열 치료용 표적 다기능 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드)(PNIPAM) 기반 나노복합체 보고. 전이 온도 높이기 위해 PNIPAM 합성 공정에 아크릴산(AAc) 첨가, 고유 하임계 용해 온도(LCST) 42°C로 변화. 근적외선(NIR) 레이저 조사(808nm) 하 광열 효과 내기 위해 폴리피롤(ppy) 나노입자 PNIPAM-AAc 내 균일 장식. 엽산(FA)을 암 표적 리간드로 PNIPAM 네트워크 여분 카복실기에 성공적 접합. PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 약물 방출 NIR 레이저 조사 온도 변화에 효율적 유발. PNIPAM-ppy-FA가 엽산 수용체 매개 내포작용으로 MDA-MB-231 유방암 세포 내부화됨 확인. 화학-광열 효과 병용 치료로 암 치료 효능 유의미 향상. 따라서 다기능 나노캐리어 에이전트 다양한 암 세포 시너지 치료 접근법 추가 탐색 권장.

서론

약물 전달 시스템(DDS)은 암 치료에서 치료 효과 달성 위해 의약 화합물 투여 강력한 방법 중 하나[1]. DDS 목표가 활성 약물 전달 및 원하는 부위 축적이지만, 기존 DDS 흔히 심각한 부작용, 비효율적 치료 효율 동반[2, 3]. 극복 위해 온도, 빛, pH, 전기장, 산화환원, 효소 활성, 항원 농도 등 특정 내부/외부 자극 반응 능력 가진 다양한 나노캐리어 개발돼 지속적 제어 약물 방출 유도[4-6].

다양한 자극 중 온도 반응성 나노캐리어는 특정 온도서 나노입자 내 약물 방출 가능해 암 치료 개선 강력한 접근[7]. 게다가 온도 민감성 나노입자 장점 다른 자극과 결합해 완전 암 박멸 유도[8, 9]. 온도 반응성 나노입자 중 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드)(PNIPAM) 가장 관심받음, 하임계 용해 온도(LCST) ~32°C서 상전이 보이기 때문[10, 11]. LCST 아래서 PNIPAM 전체 고분자 네트워크 수소 결합으로 팽윤 상태 존재. 반면 LCST 위서 PNIPAM 소수성 상태 전이, 수소 결합 감소, 고분자 네트워크 붕괴[12, 13]. 다른 나노입자 대비 PNIPAM 기반 나노캐리어 높은 약물 캡슐화 효율, 제어 약물 방출 능력, 좋은 생체적합성 장점[14]. 하지만 체온서 자발적 약물 방출로 PNIPAM 기반 나노캐리어 고도 DDS 단독 사용 부족. 극복 위해 선행 연구들 PNIPAM 합성 공정 유기산(비닐 아세트산, 아크릴산, 알릴 아세트산) 첨가, 지속적 약물 방출로 부작용 감소[15].

최근 두 가지 이상 자극 유발 나노입자 통합 새 치료 접근법으로 암 치료 효능 강화 연구 집중[16-18]. 예: 광열 치료(PTT) 종양 정밀 빛 제어, 비침습적 침투, 정상 세포 저독성 등 장점[19, 20]. 나노입자 PTT 결합 위해 광열 에이전트(금 나노로드, 탄소 나노튜브, 폴리피롤(ppy), 산화 그래핀) PNIPAM 기반 나노입자 균일 캡슐화 필요[21-23]. 선행 연구 메조포러스 실리카 코팅 금 나노로드에 온도-pH 반응성 PNIPAM 쉘 제작, 생체 내 암 치료 응용 탐구[24]. 하지만 PNIPAM 기반 나노복합체 다단계 합성 공정 필요. 게다가 특정 암 세포 표적 모이어티 없어 타 장기/정상 조직 심각한 부작용 유발 가능. 이전 보고서에서 PNIPAM 온도-pH 민감성 이용 양방향 제어 방출 시스템 개발[15]. PNIPAM 나노젤 아크릴산(AAc) 함량 공중합해 LCST 효율적 제어. 암 표적 및 치료 효능 더 강화 위해 화학-광열 효과 병용 표적 치료 개발(Scheme 1). NIR 레이저 조사 온도 상승 시 온도 반응성 PNIPAM 나노복합체서 약물 방출, 광열 효과 후속 활성화. 접합된 엽산(FA) 덕분 PNIPAM 기반 나노복합체 MDA-MB-231 유방암 세포 대상 유의미 향상된 치료 효능 나타냄.

재료 및 방법

재료

NIPAM, N,N'-메틸렌비스아크릴아마이드(MBA), 과황산칼륨(KPS, 99%), N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 염산염(EDC), N-하이드록시석시니미드(NHS) Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA) 구매. 폴리비닐피롤리돈(PVP), 피롤(98%) Alfa Aesar(Ward Hill, MA, USA) 구매. AAc Dae Jung Chemicals & Materials Co. Ltd(Korea) 구매. FA-PEG-아민(FA-PEG-NH₂, MW: 5kDa) Nanocs, Inc.(New York, NY, USA) 제공. 독소루비신 염산염(Dox) Tokyo Chemical Industry Co. Ltd(Tokyo, Japan) 구매. 모든 화학물질, 재료 추가 정제 없이 상업용 사용.

ppy 장식 PNIPAM-AAc 나노입자 합성

온도 반응성 PNIPAM-AAc 나노입자 라디칼 중합법으로 합성[15]. NIPAM 단량체 1.13g, MBA 0.077g, AAc 0.136g 탈수 100mL 용해 250mL 삼목 둥근바닥 플라스크 투입. 30분 후 반응 온도 80°C 올리고 1시간 격렬 교반. 중합 유도 위해 KPS 1.5mg 첨가 후 4시간 교반. 혼합물 MWCO 12-14kDa 투석막으로 탈수 7일 투석해 미반응 단량체, 개시제, 불필요 이온 제거, PNIPAM-AAc 나노입자 동결건조 48시간 얻음. 광열 효과 기능화 위해 ppy PNIPAM-AAc 나노입자 내 장식[25]. PVP(50, 100mg), 피롤 단량체(50, 100μL) PNIPAM-AAc 용액 10mg/mL 신속 첨가 12시간 실온 교반. 이후 KPS 3.4mg PNIPAM-AAc 용액 삽입 추가 14시간 교반. ppy 장식 PNIPAM-AAc 증류수 3회 원심분리. PNIPAM-ppy-5, PNIPAM-ppy-10 동결건조 48시간 얻음.

암 표적 PNIPAM-ppy 나노복합체 합성

암 표적 PNIPAM-ppy 나노복합체(PNIPAM-ppy-FA) 얻기 위해 PNIPAM-ppy 10mg 인산완충식염수(PBS, 10mL, pH 5.5) 용해 5분 초음파. EDC(15mg, 0.078mmol), NHS(15mg, 0.13mmol) PNIPAM-ppy 용액 첨가. 1시간 후 FA-PEG-NH₂(5mg) 첨가 추가 오버나이트 교반. 미반응 FA-PEG-NH₂, EDC, NHS 투석막(MWCO 6-8kDa) 제거, PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 동결건조 48시간 얻음.

항암제 탑재 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 합성

PNIPAM-ppy-FA 10mg 탈수 용해 5분 초음파. 0.5mg/mL Dox PNIPAM-ppy-FA 용액 방울방울 첨가 실온 격렬 교반. 미탑재 Dox 원심분리(14,000rpm, 10분) 제거 탈수 정제. Dox 탑재 PNIPAM-ppy-FA(Dox@PNIPAM-ppy-FA) 동결건조 48시간 얻음.

NIR 및 온도 반응성 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 특성 분석

투과전자현미경(TEM, JEOL-2100F, JEOL, Japan) PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 크기, 형태, 분포 특성 분석. TEM 측정 위해 시료 탈수 농도 1g/L 방울 탄소 코팅 200메시 구리 그리드 올림. 탈수 용해 5분 초음파 처리한 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 크기 분포, 표면 전하 제타사이저 나노 Z(Malvern Instruments, UK) 측정. PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 표면 변형, 화학 결합 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR) 확인. FT-IR 스펙트럼 KBr 펠릿 Nicolet iS50 기기(Thermo Fisher Scientific, Inc., USA) 400-4000cm⁻¹ 범위 4cm⁻¹ 해상도 기록. PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 광학 특성, Dox 탑재량 UV-Vis 분광법(UV 1800, Shimazu, Japan) 관찰.

NIR 및 온도 반응성 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 광열 특성 및 광안정성

Dox 탑재 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체(Dox@PNIPAM-ppy-FA) 광열 특성 실시간 온도 변화 감지 평가. Dox@PNIPAM-ppy-FA 수용액 농도 0.05, 0.1, 0.2mg/mL 다르게 제조 808nm NIR 레이저(MDL-N-808, CNI Optoelectronics Tech. Co. Ltd., China) 2W/cm² 전력 밀도 20분 조사. NIR 레이저 전력 밀도 영향 1, 2, 3W/cm² 각각 20분 조사 연구. 추가로 NIR 레이저 광열 안정성 조사 위해 Dox@PNIPAM-ppy-FA 용액(0.1mg/mL) 15분 노출 후 자연 냉각 5회 반복. NIR 레이저 조사 중 Dox@PNIPAM-ppy-FA 용액 온도 디지털 온도계(DTM-318, Tecpel Co., Taiwan) 연결 열전대 매 60초 15분 측정.

PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 NIR 및 온도 반응성 약물 방출

열반응 약물 방출 프로파일 연구 위해 Dox@PNIPAM-ppy-FA 용액(1mg/mL) 5mL 바이알 제조 25, 37, 50°C 교반. 정해진 방출 시간(0-72h)마다 각 시료 상등액 원심분리 수집 동일 부피 신선 배지 교체. PNIPAM-ppy-FA 나노복합체서 방출된 Dox량 UV-Vis 분광법 480nm 측정 추정. 추가로 NIR 레이저 자극 반응 Dox@PNIPAM-ppy-FA 용액(1mg/mL) 37°C 격렬 교반 중 1, 2, 3, 4, 5h 미리 정한 시점 10분 조사. 대조군 NIR 레이저 조사 없는 Dox@PNIPAM-ppy-FA 용액 사용. 방출 Dox 상기 방법 결정.

PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 세포독성 분석

PNIPAM-ppy-FA 나노복합체(PNIPAM-ppy-FA, Dox@PNIPAM-ppy-FA) 세포독성 MTT 분석 검증. A549, MDA-MB-231 세포 96웰 플레이트 웰당 1×10⁴ 세포 밀도 10% FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신 함유 RPMI 1640 배지 200μL 씨딩 37°C 5% CO₂ 가습 분위기 배양. 1일 후 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 다양한 농도(20-100μL) 200μL 각 세포 처리 24시간 배양. 세포 DPBS 세척 후 배지 신선 배지 MTT 제제(0.5mg/mL) 교체. 추가 4시간 배양 후 배지 조심히 제거 각 웰 DMSO 200μL 첨가 내부화된 보라색 포르마잔 결정 용해. iMark™ 마이크로플레이트 리더(Bio-rad, Hercules, CA, USA) 595nm 흡광도 측정.

PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 세포 내화 분석

PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 특정 암 세포 표적 능력 평가 위해 A549, MDA-MB-231 세포 8웰 플레이트(ibidi, Munich, Germany) 2×10⁴ cells/mL 밀도 씨딩 24시간 배양. 세포 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체(60μg/mL) 6시간 배양. 이후 세포 DPBS 2회 세척 잔여 나노복합체 제거 4% 파라포름알데히드 15분 고정. 0.1% Triton-X 실온 15분 처리 후 알렉사 플루오르 488 팔로이딘(1:200, Invitrogen, USA) 4°C 1일, 4,6-디아미디노-2-페닐인돌(DAPI, Thermo Fisher Scientific, USA) 10분 염색. 세포 내화 이미지 공초점 레이저 주사 현미경(CLSM, LSM 710, Carl Zeiss, Germany) 관찰.

NIR 레이저 조사 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 시너지 항암 효과

NIR 및 온도 반응성 PNIPAM-ppy-FA 유방암 세포 치료 효능 MTT 분석 조사. MDA-MB-231(1×10⁴ cells/mL) 96웰 플레이트 씨딩 24시간 배양. 세포 DPBS 세척 PNIPAM-ppy-FA, Dox@PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 다양한 농도(20, 40, 60, 80, 100μg/mL) 농도 의존적 각 웰 첨가. 오버나이트 배양 후 배지 제거 신선 배지 첨가. NIR 레이저 조사 그룹 세포 5W/cm² 5분 처리. 이후 MDA-MB-231 DPBS 세척 MTT 용액 함유 신선 배지 첨가. 4시간 후 배지 조심히 제거 각 웰 DMSO 200μL 첨가. 최종 iMark™ 마이크로플레이트 리더 595nm 흡광도 측정 세포 생존율 결정. 암 치료 효과 관찰 다른 방법으로 생사 분석 수행. PNIPAM-ppy-FA, Dox@PNIPAM-ppy-FA(60μg/mL) MDA-MB-231 처리. 24시간 후 MDA-MB-231 NIR 레이저 조사(5W/cm², 5분) 유무 조건 노출 칼세인 AM, 에티디움 호모디머-1 염색. 30분 후 세포 DPBS 수회 세척. 역형광 현미경(Olympus Ix73, Japan) 생사 이미지 획득.

결과 및 논의

NIR 및 온도 반응성 암 표적 PNIPAM-ppy 나노복합체 합성 및 특성 분석

온도 반응성 PNIPAM 기반 나노복합체 생성 위해 PNIPAM-AAc 나노입자 라디칼 중합법 제조[15]. NIR 레이저 조사 LCST 제어 위해 ppy 기제작 PNIPAM-AAc 중합 반응 피복. 암 표적 PNIPAM-ppy-FA PNIPAM-AAc 카복실기에 FA-PEG-NH₂ 화학적 접합 합성. TEM 이미지 그림 1a서 PNIPAM-AAc, PNIPAM-ppy, PNIPAM-ppy-FA 형태, 크기, 분산성 관찰. 제조 PNIPAM-AAc 평균 지름 274.32±11.62nm 균일 형태. ppy 장식 후 PNIPAM-ppy, PNIPAM-ppy-FA 275.99±11.41, 285.77±17.92nm 유사 크기. Dox 탑재 PNIPAM-ppy-FA 크기 285.77±17.92→290.73±12.28nm 약간 증가, 항암제 나노복합체 내 탑재됨 시사[26]. 흥미롭게 PNIPAM-AAc 대비 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 내 ppy 존재 작은 검은 점들로 명확히 보임. PEG 사슬 덕분 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 응집 없이 수용액 잘 분산[27]. PNIPAM-AAc, PNIPAM-ppy, PNIPAM-ppy-FA, Dox@PNIPAM-ppy-FA 평균 수동직경 DLS 분석(Additional file 1: Fig. S1). 지름 각각 432, 450.7, 468.6, 486.7nm. 분석법 차이로 TEM보다 지름 크나 나노복합체 입자 크기 분포 유사 경향.

PNIPAM-AAc 중합 ppy 영향 조사 위해 PNIPAM-AAc, Dox@PNIPAM-ppy-FA LCST 값 다른 온도서 측정(그림 1b). 선행 연구[15] 대비 Dox@PNIPAM-ppy-FA LCST PNIPAM-AAc(42°C)보다 약간 감소. 이 차이 중합 ppy, 접합 암 표적 리간드로 PNIPAM-AAc 카복실기 감소 탓일 수 있음[28]. 이후 온도 의존 입자 크기 변화 모니터링(그림 1c). PNIPAM-AAc, Dox@PNIPAM-ppy-FA 지름 25-50°C 범위 측정. 온도 증가 시 PNIPAM-AAc 436→177nm 감소. Dox@PNIPAM-ppy-FA 크기 630→420nm 크게 감소, PNIPAM 나노복합체 내 ppy 장식이 제어 온도 반응성 DDS 응용 고영향 없음 시사[27].

PNIPAM-AAc, PNIPAM-ppy, PNIPAM-ppy-FA, Dox@PNIPAM-ppy-FA 제타 전위 값 나노복합체 표면 변화 전후 확인(그림 2a). PNIPAM-AAc 제타 전위 AAc 카복실기 탓 -37.1±1.61mV[29]. PNIPAM-ppy, PNIPAM-ppy-FA 값 -29.6±0.96, -15.6±0.26mV 증가, 양전하 폴리피롤, FA-PEG-NH₂ 성공적 도입 나타냄[27]. 음전하 Dox 탓 Dox@PNIPAM-ppy-FA 제타 전위 더 음전하(-28.6±0.23mV) 변화. 그림 2b서 PNIPAM-AAc, PNIPAM-ppy, PNIPAM-ppy-FA 성공적 합성 FT-IR 분광법 확인. PNIPAM-AAc 스펙트럼 1100-1200cm⁻¹ C-N, CH₂ 신축 진동 피크, 1545, 1645, 1750cm⁻¹ C=O, N-H, COOH 피크 PNIPAM-AAc 귀속[15]. PNIPAM-ppy, PNIPAM-ppy-FA 폴리피롤 추가 피크 935, 1050cm⁻¹ 관찰[30]. PNIPAM-ppy-FA 스펙트럼 1107, 2880cm⁻¹ 새 진동 피크 PEG 사슬 C-O-C 귀속[31]. FA-PEG-NH₂ 성공적 화학적 접합 나타냄. 하지만 표적 리간드 FA FT-IR서 검출 안 됨, 구조 PEG 유사 탓. PNIPAM 나노복합체 FA 존재 확인 위해 PNIPAM-AAc, PNIPAM-ppy, PNIPAM-ppy-FA UV-Vis 분광법 수행(그림 2c). PNIPAM-AAc, PNIPAM-ppy(FA 없음) 스펙트럼 흡수 피크 없으나 PNIPAM-ppy-FA 280nm 추가 피크 보임, FA 특이적[32]. 이 결과 FA 분자 PNIPAM 기반 나노복합체 접목됨 지지.

NIR 레이저 조사 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 광열 특성

PNIPAM 기반 나노복합체 광열 치료용 위해 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 광학 특성 UV-Vis 분광법 검토. 그림 2c서 PNIPAM-AAc NIR 영역(λ=700-1000nm) 흡광 없음. 하지만 PNIPAM-ppy, PNIPAM-ppy-FA, Dox@PNIPAM-ppy-FA 스펙트럼 중합 ppy 나노입자 탓 동일 범위 강한 흡광 보임. 이 흡광 결과 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 NIR 빛 열 변환 가능 입증[26]. 다음 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 광열 특성 NIR 레이저 조사 평가(그림 3). 광열 효과 최적화 위해 PNIPAM-FA(피롤 없음), PNIPAM-ppy-5-FA(ppy 50μL), PNIPAM-ppy-10-FA(ppy 100μL) 동일 농도(0.1mg/mL) 제조 808nm NIR 레이저 2W/cm² 밀도 20분 조사(그림 3a). PNIPAM-ppy-10-FA 온도 상승 14.5°C, PNIPAM-ppy-5-FA 2배. 대조군 PNIPAM-FA ppy 없이 조사 온도 무시할 수준 상승(2.4°C). 따라서 PNIPAM-ppy-10-FA 추가 광열 실험 선택. 농도별 온도 변화 관찰 위해 PNIPAM-ppy-FA 다른 농도(0.05, 0.1, 0.2mg/mL) NIR 레이저 조사(그림 3b). 농도 의존 온도 상승 10, 14.5, 18°C. 추가 PNIPAM-ppy-FA 용액(0.1mg/mL) 다양한 레이저 전력 밀도(1-3W/cm²) 조사(그림 3c). 예상대로 나노복합체 온도 상승 레이저 전력 고도의존. 이후 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 광열 안정성 관찰(그림 3d). NIR 레이저 조사 최소 5회 반복해도 온도 꾸준히 33°C 상승, PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 광열 치료 적합 나노캐리어임 입증.

PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 NIR 및 열 반응성 약물 방출

NIR 및 열반응 약물 방출 프로파일 평가 위해 Dox@PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 캡슐화, 방출 특성 분석. 처음 약물 탑재 PNIPAM-ppy-FA UV-Vis 흡수 스펙트럼 측정 480nm 근처 강한 흡수 피크 관찰(그림 2c). Dox PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 성공적 탑재 나타냄. PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 Dox 탑재 효율 Dox 캘리브레이션 곡선 이용해 15% 계산(데이터 미표시). 그림 4a서 PNIPAM-ppy-FA Dox 방출 프로파일 다른 온도서 연구. 25, 37, 50°C 72시간 Dox 방출 거동 관찰, PNIPAM-ppy-FA 누적 Dox 방출 각각 15%, 42%, 67%. PNIPAM-ppy-FA LCST 42°C로 약간 감소해 체온서 누적 방출 실온보다 상대적 높음. 다량 Dox 방출됐으나 방출 Dox 치료 효율 영향 없음, Dox@PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 엽산 수용체 양성 세포만 내부화 가능하기 때문[26, 32]. LCST 위(50°C)서 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 Dox 방출량 실온 4배 높음, PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 열반응 제어 약물 방출 시스템 활용 가능 시사. 추가 NIR 빛 유발 방출 거동 조사(그림 4b). Dox@PNIPAM-ppy-FA 용액(1mg/mL) NIR 레이저(3W/cm²) 10분 조사 1시간마다 반복. 6시간 동안 NIR 레이저 조사 통한 총 Dox 방출량 35% 도달, NIR 레이저 조사 없는 Dox 방출 프로파일 5%, 15%(25°C, 37°C) 보임. 이 결과 NIR 레이저 조사가 나노복합체 LCST 이상 온도 상승시켜 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체서 Dox 방출 유도함 보임.

PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 세포독성 및 세포 내화 분석

문헌 따라 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 세포독성 폐, 유방암 세포 대상 조사(Additional file 1: Fig. S2)[33, 34]. 시료 농도 무관 PNIPAM-ppy-FA 24시간 배양 후 두 세포 생존율 >85% 관찰. 따라서 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 약물 전달 응용 나노캐리어로 세포독성 없음[35, 36]. PNIPAM-ppy-FA 암 세포 선택적 전달 여부 조사 위해 세포 내 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 형광 신호 공초점 레이저 주사 현미경 검토(Additional file 1: Fig. S3). PNIPAM-ppy-FA, Dox@PNIPAM-ppy-FA 세포 내화 거동 엽산 수용체 음성(A549), 양성(MDA-MB-231) 세포주 평가[37]. MDA-MB-231 유방암 세포 Dox@PNIPAM-ppy-FA 배양 후 강한 적색 형광 관찰, Dox@PNIPAM-ppy-FA MDA-MB-231 세포 라이소좀 내부화됨 나타냄. 대조적으로 A549 세포 처리 시 Dox 신호 관찰 안 됨. 이 공초점 이미지 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 엽산 수용체 과발현 암 세포 수용체 매개 내포작용 경로 선택적 내부화 가능 입증[38, 39].

NIR 및 온도 반응성 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 화학-광열 항암 효과

PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 체외 병용 치료 효능 확인 위해 MDA-MB-231 세포 NIR 레이저 조사 유무 조건 평가, 세포 생존율 MTT 분석(그림 5a). 광열 치료 위해 MDA-MB-231 유방암 세포 PNIPAM-ppy-FA 12시간 배양 후 NIR 레이저(5W/cm², 5분) 조사. MDA-MB-231 세포 생존율 PNIPAM-ppy-FA 농도 의존 70-90% 감소. 단독 화학요법 효과 확인 위해 Dox 탑재 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 처리. 나노복합체서 Dox 방출로(그림 4 대응) 생존율 50% 감소 관찰. 흥미롭게 MDA-MB-231 세포 Dox@PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 NIR 레이저 조사 후 세포 생존율 최대 24% 급감, 대조군(PNIPAM-ppy-FA+NIR, Dox@PNIPAM-ppy-FA 단독)보다 높음. 이 결과 NIR 레이저 조사 매개 화학-광열 병용 요법 최적 시너지 효과 나타냄. 추가 암 세포 치료 효율 직접 관찰 위해 생사 분석 수행(그림 5b). 대조군 MDA-MB-231 단독 NIR 레이저 조사(5W/cm², 5분) 유무 관찰 대부분 녹색 형광(생존 세포). NIR 레이저 조사 세포 생존율 뚜렷 영향 없음 입증. 추가 MDA-MB-231 PNIPAM-ppy-FA NIR 레이저 조사 조건 소수 적색 형광(사멸 세포) 보임, PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 유래 광열 치료 효과 나타냄. NIR 레이저 조사 없는 MDA-MB-231 Dox@PNIPAM-ppy-FA 조건 산발적 적색 형광, 화학요법 나타냄. 나아가 나노복합체+NIR 레이저 조사 처리 MDA-MB-231 대부분 암 세포 적색 형광[39, 40]. 이 결과 NIR 레이저 조사, 온도 반응성 Dox@PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 통한 화학-광열 요법 시너지 치료 효과 지지.

결론

화학-광열 병용 치료용 암 표적 NIR 및 온도 반응성 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 성공적 구축. 808nm NIR 레이저 조사 제어 방출, 광열 효과 유도 위해 ppy 나노입자 중합법으로 PNIPAM-AAc 균일 장식. Dox 탑재 PNIPAM-ppy-FA 유의미 광열 효과, 광안정성 보임. 추가 Dox@PNIPAM-ppy-FA 다양한 조건 온도 민감 전이 유리 특성, PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 약물 방출 NIR 빛, 열반응 제어 가능. 체외 연구 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 우수 생체적합성, 유방암 세포 향상 치료 효능 검증. 나노복합체 통한 향상된 항암 효능 다음 이유 기여: (1) 엽산 수용체 매개 내포작용 나노복합체 특정 세포 내화, (2) NIR 및 열반응 누적 Dox 방출, (3) 화학-광열 병용 시너지 치료 효과. 따라서 PNIPAM-ppy-FA 나노복합체 부작용 감소 다양한 암 시너지 치료 접근법 다기능 나노캐리어 잠재적 활용 가능.