Sci Adv：包覆红细胞膜的仿生各向异性聚合物纳米粒治疗脓毒症

下一代纳米生物材料的设计需要对核心材料的物理属性和材料表面的化学属性进行精确的工程设计，以满足生物功能。约翰霍普金斯大学医学院Jordan J. Green教授开发了一种受生物启发、模块化和多功能的技术，使可生物降解的聚合物纳米颗粒在血液中循环更长时间，同时还充当解毒装置。为了模拟红细胞，将物理仿生和化学仿生相结合，以增强纳米材料在体外和体内的生物功能。各向异性的形状和红细胞膜涂覆协同作用来抵抗血液的清除作用，延长循环时间。这种方法增强了纳米粒的解毒特性，显著提高了脓毒症小鼠模型的存活率。

作者开发了具有仿生形状和表面组成的各向异性聚合物生物可降解纳米粒子。合成了球形、长椭圆形和扁圆形的PLGA纳米颗粒，并用红细胞膜包裹了PLGA纳米颗粒。尽管各向异性纳米粒子的曲率半径增大，但仍成功地包覆了红细胞膜。以前的工作已经表明，各向异性微粒可以用脂质体包裹，其效率与球形微粒相似，并且曲率不会显著影响膜包衣的流动性或稳定性。在此，尽管各向异性纳米颗粒的曲率增加，但它们同样可以被天然衍生的细胞膜覆盖。

各向异性的形状和膜涂层能够在体外抵抗细胞摄取并在体内全身给药时降低血液清除。与未包覆的球形纳米粒子相比，包覆有红细胞膜的各向异性纳米粒子能够更好地逃避巨噬细胞的清除。此外，与本研究中测试的其他颗粒形状相比，长椭圆形包膜纳米颗粒在静脉给药时显示出较低的全身消除速率。各向异性包衣颗粒的药代动力学特性增强，再加上各向异性形状导致的表面积增加，带来了更强的全身给药后细菌毒素解毒的能力。