SCOPUS
SCIE
Ultrasound-triggered disruption and self-healing of reversibly cross-linked hydrogels for drug delivery and enhanced chemotherapy
저자
Huebsch, Nathaniel ; Kearney, Cathal J. ; Zhao, Xuanhe ; Kim, Jaeyun ; Cezar, Christine A. ; Suo, Zhigang ; Mooney, David J.
발행기관
학술지명
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA -
권호사항
발행연도
2014
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
9762-9767(6쪽)
제공처
<P>Biological systems are exquisitely sensitive to the location and timing of physiologic cues and drugs. This spatiotemporal sensitivity presents opportunities for developing new therapeutic approaches. Polymer-based delivery systems are used extensively for attaining localized, sustained release of bioactive molecules. However, these devices typically are designed to achieve a constant rate of release. We hypothesized that it would be possible to create digital drug release, which could be accelerated and then switched back off, on demand, by applying ultrasound to disrupt ionically cross-linked hydrogels. We demonstrated that ultrasound does not permanently damage these materials but enables nearly digital release of small molecules, proteins, and condensed oligonucleotides. Parallel in vitro studies demonstrated that the concept of applying temporally short, high-dose “bursts” of drug exposure could be applied to enhance the toxicity of mitoxantrone toward breast cancer cells. We thus used the hydrogel system in vivo to treat xenograft tumors with mitoxantrone, and found that daily ultrasound-stimulated drug release substantially reduced tumor growth compared with sustained drug release alone. This approach of digital drug release likely will be applicable to a broad variety of polymers and bioactive molecules, and is a potentially useful tool for studying how the timing of factor delivery controls cell fate in vivo<I>.</I></P>
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