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Ultrasound-Controlled Prodrug Activation: Emerging Strategies in Polymer Mechanochemistry and Sonodynamic Therapy
ACS Applied Bio Materials ( IF 4.6 ) Pub Date : 2024-05-02 , DOI: 10.1021/acsabm.4c00150 Xuancheng Fu 1 , Xiaoran Hu 1
ACS Applied Bio Materials ( IF 4.6 ) Pub Date : 2024-05-02 , DOI: 10.1021/acsabm.4c00150 Xuancheng Fu 1 , Xiaoran Hu 1
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Ultrasound has gained prominence in biomedical applications due to its noninvasive nature and ability to penetrate deep tissue with spatial and temporal resolution. The burgeoning field of ultrasound-responsive prodrug systems exploits the mechanical and chemical effects of ultrasonication for the controlled activation of prodrugs. In polymer mechanochemistry, materials scientists exploit the sonomechanical effect of acoustic cavitation to mechanochemically activate force-sensitive prodrugs. On the other hand, researchers in the field of sonodynamic therapy adopt fundamentally distinct methodologies, utilizing the sonochemical effect (e.g., generation of reactive oxygen species) of ultrasound in the presence of sonosensitizers to induce chemical transformations that activate prodrugs. This cross-disciplinary review comprehensively examines these two divergent yet interrelated approaches, both of which originated from acoustic cavitation. It highlights molecular and materials design strategies and potential applications in diverse therapeutic contexts, from chemotherapy to immunotherapy and gene therapy methods, and discusses future directions in this rapidly advancing domain.
中文翻译：
超声控制前药激活：聚合物机械化学和声动力学治疗的新兴策略
由于其无创性以及以空间和时间分辨率穿透深层组织的能力，超声在生物医学应用中获得了突出地位。超声反应前药系统这一新兴领域利用超声的机械和化学效应来控制前药的激活。在聚合物机械化学中，材料科学家利用声空化的声机械效应来机械化学激活力敏感的前药。另一方面，声动力学治疗领域的研究人员采用截然不同的方法，在声敏剂存在下利用超声的声化学效应（例如，产生活性氧）来诱导激活前药的化学转化。本跨学科综述全面研究了这两种不同但相互关联的方法，这两种方法都起源于声空化。它重点介绍了分子和材料设计策略以及在不同治疗环境中的潜在应用，从化疗到免疫疗法和基因治疗方法，并讨论了这一快速发展领域的未来方向。
更新日期：2024-05-02
中文翻译：
超声控制前药激活：聚合物机械化学和声动力学治疗的新兴策略
由于其无创性以及以空间和时间分辨率穿透深层组织的能力，超声在生物医学应用中获得了突出地位。超声反应前药系统这一新兴领域利用超声的机械和化学效应来控制前药的激活。在聚合物机械化学中，材料科学家利用声空化的声机械效应来机械化学激活力敏感的前药。另一方面，声动力学治疗领域的研究人员采用截然不同的方法，在声敏剂存在下利用超声的声化学效应（例如，产生活性氧）来诱导激活前药的化学转化。本跨学科综述全面研究了这两种不同但相互关联的方法，这两种方法都起源于声空化。它重点介绍了分子和材料设计策略以及在不同治疗环境中的潜在应用，从化疗到免疫疗法和基因治疗方法，并讨论了这一快速发展领域的未来方向。
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