粒子サイズと形状がそのマージネーションと壁接着に与える影響：ナノからマイクロスケールの薬物送達車両設計への示唆

血管内薬物送達技術は主に球形ナノ粒子を運搬車両として利用しています。それらの標的はしばしば血管の壁または壁の向こうの組織にあり、車両が壁に局在する（マージネーション）ことが機能の前提条件となります。これを受けて、いくつかの研究では、流れ環境下で微小粒子がナノ粒子よりも壁にマージネーションする傾向が高いことが示されています。また、非球形粒子は理論的に球形粒子よりも接着相互作用の表面積が大きいとされています。しかし、ナノからマイクロスケールにわたる様々な粒子サイズと形状のパラメータを統合した詳細な系統的研究は、RBCが豊富な血流における壁の局在挙動を探求するためには報告されていません。このギャップを解決するために、ナノからマイクロスケールサイズにわたる四つの異なる形状（球形、偏平形、細長形、棒形）の粒子を利用した計算および実験的研究を実施しました。計算研究は、Dissipative Particle Dynamics（DPD）を用いてLarge-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator（LAMMPS）パッケージを用いて行いました。実験研究では、中立浮遊蛍光ポリスチレン球からモデル粒子を作成し、それを熱伸張して非球形に変形させ、すべての粒子をバイオチンで表面コーティングしました。マイクロフルイディックセットアップを使用して、バイオチンコーティングされた粒子をRBCの有無にかかわらずアビジンコーティングされた表面上に流し、粒子の接着と表面での保持を倒立蛍光顕微鏡で評価しました。我々の計算および実験的研究は、血流中での粒子サイズと形状の異なる保持に関する同時分析を提供し、RBC存在下では、マイクロスケールの非球形粒子がナノスケールの球形粒子に比べて「マージネーション + 接着」が強化され、より高い結合を示すことを示しています。これらの結果は、血管をターゲットとした薬物送達システムの改善された設計に関する重要な洞察を提供します。