journal article·2022

Stimuli-responsive cyclodextrin-based supramolecular assemblies as drug carriers

Ying Yuan, Tianqi Nie, Yifen Fang, Xinru You, Hai Huang, Jun Wu

Journal of Materials Chemistry B· Volume 10· Issue 13
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Abstract

Cyclodextrins (CDs) are widely employed in biomedical applications because of their unique structures. Various biomedical applications can be achieved in a spatiotemporally controlled manner by integrating the host-guest chemistry of CDs with stimuli-responsive functions. In this review, we summarize the recent advances in stimuli-responsive supramolecular assemblies based on the host-guest chemistry of CDs. The stimuli considered in this review include endogenous (pH, redox, and enzymes) and exogenous stimuli (light, temperature, and magnetic field). We mainly discuss the mechanisms of the stimuli-responsive ability and present typical designs of the corresponding supramolecular assemblies for drug delivery and other potential biomedical applications. The limitations and perspectives of CD-based stimuli-responsive supramolecular assemblies are discussed to further promote the translation of laboratory products into clinical applications.
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Research context

OpenAlex topics: Supramolecular Self-Assembly in Materials · Supramolecular Chemistry and Complexes · Luminescence and Fluorescent Materials

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

School of Biomedical Engineering, Sun Yat-sen University, Shenzhen, 518107, P. R. China

Department of Hematology, The Seventh Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Shenzhen, 518107, P. R. China

Guangzhou University of Chinese Medicine, Second Clinical School of Medicine, Guangzhou, 511436, P. R. China

Department of Pediatrics, The Seventh Affiliated Hospital, Sun Yat-Sen University, Shenzhen, 518107, P. R. China

Department of Urology, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510120, China

Funding

National Natural Science Foundation of China · Shenzhen Science and Technology Innovation Commission · Guangdong Innovative and Entrepreneurial Research Team Program

References (100+)

Show source-provided references
1. Yang · Acc. Chem. Res. · 2014 · 47 · 210610.1021/ar500105t ↗
2. Ji · Chem. Soc. Rev. · 2019 · 48 · 268210.1039/C8CS00955D ↗
3. Dong · Acc. Chem. Res. · 2014 · 47 · 198210.1021/ar5000456 ↗
4. Xia · Chem. Rev. · 2020 · 120 · 607010.1021/acs.chemrev.9b00839 ↗
5. Liu · Angew. Chem., Int. Ed. · 2021 · 60 · 387010.1002/anie.202009797 ↗
6. Pan · Angew. Chem., Int. Ed. · 2021 · 60 · 276810.1002/anie.201916380 ↗
7. Wankar · Adv. Funct. Mater. · 2020 · 30 · 190904910.1002/adfm.201909049 ↗
8. Mahjoubin Tehran · Pharmacol. Ther. · 2020 · 214 · 10762010.1016/j.pharmthera.2020.107620 ↗
9. Mohamadhoseini · Coord. Chem. Rev. · 2021 · 432 · 21371110.1016/j.ccr.2020.213711 ↗
10. Zhang · Adv. Mater. · 2020 · 32 · e180615810.1002/adma.201806158 ↗
11. Del Valle · Process Biochem. · 2004 · 39 · 103310.1016/S0032-9592(03)00258-9 ↗
12. Uekama · Chem. Rev. · 1998 · 98 · 204510.1021/cr970025p ↗
13. Szejtli · Chem. Rev. · 1998 · 98 · 174310.1021/cr970022c ↗
14. Yao · Prog. Polym. Sci. · 2019 · 93 · 110.1016/j.progpolymsci.2019.03.004 ↗
15. Asim · Coord. Chem. Rev. · 2020 · 420 · 21343310.1016/j.ccr.2020.213433 ↗
16. Loftsson · Exp. Opin. Drug Delivery · 2005 · 2 · 33510.1517/17425247.2.1.335 ↗
17. Liu · Prog. Polym. Sci. · 2021 · 118 · 10140810.1016/j.progpolymsci.2021.101408 ↗
18. Liang · Chin. Chem. Lett. · 2018 · 29 · 98910.1016/j.cclet.2017.12.022 ↗
19. Yu · Chem. Rev. · 2015 · 115 · 724010.1021/cr5005315 ↗
20. Yu · Chem. Rev. · 2015 · 115 · 894410.1021/acs.chemrev.5b00458 ↗
21. Chen · Chin. Chem. Lett. · 2015 · 26 · 90910.1016/j.cclet.2015.05.044 ↗
22. Chen · Acta Pharm. Sin. B · 2021 · 11 · 291410.1016/j.apsb.2021.04.018 ↗
23. Wenz · Chem. Rev. · 2006 · 106 · 78210.1021/cr970027+ ↗
24. Harada · Acc. Chem. Res. · 2014 · 47 · 212810.1021/ar500109h ↗
25. Liu · Polym. Chem. · 2018 · 9 · 343610.1039/C8PY00730F ↗
26. Mura · Nat. Mater. · 2013 · 12 · 99110.1038/nmat3776 ↗
27. Schmaljohann · Adv. Drug Delivery Rev. · 2006 · 58 · 165510.1016/j.addr.2006.09.020 ↗
28. Yao · Mater. Horiz. · 2019 · 6 · 84610.1039/C9MH00166B ↗
29. Zhu · Chem. – Asian J. · 2015 · 10 · 28410.1002/asia.201402715 ↗
30. Kim · ACS Nano · 2020 · 14 · 651910.1021/acsnano.9b08216 ↗
31. Zhu · Small · 2018 · 14 · 170228810.1002/smll.201702288 ↗
32. Du · Chin. J. Polym. Sci. · 2020 · 38 · 12610.1007/s10118-019-2324-y ↗
33. Webber · Chem. Soc. Rev. · 2017 · 46 · 660010.1039/C7CS00391A ↗
34. Wang · Int. J. Pharm. · 2018 · 535 · 25310.1016/j.ijpharm.2017.11.003 ↗
35. Swietach · Philos. Trans. R. Soc., B · 2014 · 369 · 2013009910.1098/rstb.2013.0099 ↗
36. Daleke · Biochim. Biophys. Acta · 1990 · 1024 · 35210.1016/0005-2736(90)90365-U ↗
37. Lynch · Annu. Rev. Biochem. · 1986 · 55 · 77310.1146/annurev.bi.55.070186.004013 ↗
38. Gillies · Bioconjugate Chem. · 2005 · 16 · 36110.1021/bc049851c ↗
39. Luan · ACS Biomater. Sci. Eng. · 2017 · 3 · 241010.1021/acsbiomaterials.7b00444 ↗
40. Qian · Int. J. Biol. Macromol. · 2021 · 183 · 221510.1016/j.ijbiomac.2021.05.204 ↗
41. Bai · Carbohydr. Polym. · 2019 · 213 · 41110.1016/j.carbpol.2019.03.017 ↗
42. Deng · Small · 2020 · 16 · e200174710.1002/smll.202001747 ↗
43. Li · Adv. Funct. Mater. · 2020 · 30 · 200213110.1002/adfm.202002131 ↗
44. Wong · Biomacromolecules · 2018 · 19 · 35310.1021/acs.biomac.7b01462 ↗
45. Praphakar · J. Mater. Chem. B · 2018 · 6 · 151910.1039/C7TB02551C ↗
46. Nishida · Polym. Chem. · 2015 · 6 · 404010.1039/C5PY00445D ↗
47. Nishida · Biomacromolecules · 2018 · 19 · 223810.1021/acs.biomac.8b00301 ↗
48. Yang · Int. J. Nanomed. · 2019 · 14 · 199710.2147/IJN.S193170 ↗
49. Zarepour · Int. J. Nanomed. · 2019 · 14 · 701710.2147/IJN.S221598 ↗
50. Yang · Chin. Chem. Lett. · 2018 · 29 · 183910.1016/j.cclet.2018.11.009 ↗
51. Yang · Theranostics · 2018 · 8 · 46410.7150/thno.22711 ↗
52. Zhang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2019 · 11 · 4642710.1021/acsami.9b14075 ↗
53. Wan · Nat. Commun. · 2019 · 10 · 96610.1038/s41467-019-08670-8 ↗
54. Pober · Nat. Rev. Immunol. · 2007 · 7 · 80310.1038/nri2171 ↗
55. Barton · J. Clin. Invest. · 2008 · 118 · 41310.1172/JCI34431 ↗
56. Zhang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2019 · 11 · 1638010.1021/acsami.9b04051 ↗
57. Li · Adv. Healthcare Mater. · 2020 · 9 · 17
58. Ling · Nano Lett. · 2018 · 18 · 461810.1021/acs.nanolett.8b01924 ↗
59. Trachootham · Nat. Rev. Drug Discovery · 2009 · 8 · 57910.1038/nrd2803 ↗
60. Turrens · J. Physiol. · 2003 · 552 · 33510.1113/jphysiol.2003.049478 ↗
61. Yang · Chem. Rev. · 2019 · 119 · 488110.1021/acs.chemrev.8b00626 ↗
62. Saravanakumar · Adv. Sci. · 2017 · 4 · 160012410.1002/advs.201600124 ↗
63. Li · Adv. Sci. · 2018 · 5 · 180078110.1002/advs.201800781 ↗
64. Xu · Biomater. Sci. · 2021 · 9 · 438810.1039/D1BM00637A ↗
65. Ferraresi · Free Radical Res. · 2005 · 39 · 124910.1080/10715760500306935 ↗
66. Arner · Eur. J. Biochem. · 2000 · 267 · 610210.1046/j.1432-1327.2000.01701.x ↗
67. Townsend · Biomed. Pharmacother. · 2003 · 57 · 14510.1016/S0753-3322(03)00043-X ↗
68. Meng · Biomaterials · 2009 · 30 · 218010.1016/j.biomaterials.2009.01.026 ↗
69. Peng · J. Controlled Release · 2021 · 334 · 29010.1016/j.jconrel.2021.04.027 ↗
70. Birben · World Allergy Organ. J. · 2012 · 5 · 910.1097/WOX.0b013e3182439613 ↗
71. Liou · Free Radical Res. · 2010 · 44 · 47910.3109/10715761003667554 ↗
72. Gottesman · Nat. Rev. Cancer · 2002 · 2 · 4810.1038/nrc706 ↗
73. Zhang · Small · 2019 · 15 · e190401710.1002/smll.201904017 ↗
74. Chen · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2020 · 117 · 3094210.1073/pnas.2007798117 ↗
75. Wang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2018 · 10 · 3191510.1021/acsami.8b09642 ↗
76. Liu · Adv. Sci. · 2019 · 6 · 180198710.1002/advs.201801987 ↗
77. Gallego-Yerga · Carbohydr. Polym. · 2021 · 252 · 11713510.1016/j.carbpol.2020.117135 ↗
78. de Vries · Angew. Chem., Int. Ed. · 2017 · 56 · 960310.1002/anie.201702620 ↗
79. Ma · Polym. Chem. · 2010 · 1 · 160910.1039/c0py00144a ↗
80. Gilbert · Methods Enzymol. · 1995 · 251 · 810.1016/0076-6879(95)51107-5 ↗
81. Xu · Small · 2018 · 14 · 10
82. Isnin · J. Org. Chem. · 2002 · 56 · 3510.1021/jo00001a009 ↗
83. Matsue · J. Am. Chem. Soc. · 2002 · 107 · 341110.1021/ja00298a003 ↗
84. Nakahata · Angew. Chem., Int. Ed. · 2014 · 53 · 361710.1002/anie.201310295 ↗
85. Nakahata · Nat. Commun. · 2011 · 2 · 51110.1038/ncomms1521 ↗
86. Szillat · Macromol. Rapid Commun. · 2014 · 35 · 129310.1002/marc.201400122 ↗
87. Li · Adv. Funct. Mater. · 2021 · 31 · 210024310.1002/adfm.202100243 ↗
88. Qin · Adv. Funct. Mater. · 2021 · 31 · 210464510.1002/adfm.202104645 ↗
89. Zhao · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2020 · 12 · 5689810.1021/acsami.0c19492 ↗
90. Mu · Chem. Soc. Rev. · 2018 · 47 · 555410.1039/C7CS00663B ↗
91. Dong · Drug Delivery · 2019 · 26 · 41610.1080/10717544.2019.1588424 ↗
92. Son · ACS Nano · 2019 · 13 · 155510.1021/acsnano.8b08178 ↗
93. Llopis Lorente · ACS Nano · 2019 · 13 · 1217110.1021/acsnano.9b06706 ↗
94. Zhuang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2018 · 57 · 711110.1002/anie.201803029 ↗
95. Diez · J. Am. Chem. Soc. · 2014 · 136 · 911610.1021/ja503578b ↗
96. Bai · Carbohydr. Polym. · 2020 · 246 · 11665410.1016/j.carbpol.2020.116654 ↗
97. Han · Asian J. Org. Chem. · 2018 · 7 · 87010.1002/ajoc.201800076 ↗
98. Ma · Adv. Healthcare Mater. · 2019 · 8 · e190066110.1002/adhm.201900661 ↗
99. Ji · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 343810.1021/acsami.5b11619 ↗
100. Kang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 492710.1021/acsami.5b12573 ↗