介孔二氧化硅納米粒載藥性能的研究

摘要：近年來(lái)，無(wú)機(jī)納米粒因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定在藥物傳遞方面的應(yīng)用越來(lái)越受重視。介孔二氧化硅納米粒作為一種無(wú)機(jī)高分子材料，具有生物相容性好、比表面積大、孔徑和孔容可以調(diào)節(jié)、孔道均勻、表面易于修飾等優(yōu)點(diǎn)，在載藥和藥物控制釋放領(lǐng)域有著很大的前景。本文就目前介孔二氧化硅納米粒的結(jié)構(gòu)性質(zhì)特點(diǎn)以及其在藥物傳遞系統(tǒng)的應(yīng)用作一綜述。

關(guān)鍵詞：介孔二氧化硅納米粒；載藥

近年來(lái)研究集中在在結(jié)構(gòu)上形成穩(wěn)定的藥物傳遞系統(tǒng)，這種載體結(jié)構(gòu)能夠傳遞相對(duì)大量的藥物到靶向組織甚至細(xì)胞內(nèi)而沒(méi)有提前釋放。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的藥物傳遞材料中，由于二氧化硅是一種無(wú)毒，無(wú)味，無(wú)污染的無(wú)機(jī)非金屬材料，具有生物相容性好、比表面積大、孔徑和孔容可以調(diào)節(jié)、孔道均勻、表面易于修飾等優(yōu)點(diǎn)， 其在催化、分離、傳感器、生物醫(yī)藥等方面具有廣泛的應(yīng)用前景， 特別是在載藥和藥物控制釋放領(lǐng)域，二氧化硅能夠逐漸的釋放像抗生素的藥物。因此合成可控的藥物釋放體系有著特殊的意義。

1 介孔納米二氧化硅（MSN）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（lUPAC）規(guī)定，介孔材料是指孔徑處于 2.0nm～50nm之間的一類(lèi)多孔固體材料。直徑小于2nm和大于 50nm的多孔材料分別稱(chēng)為微孔和大孔材料[1]。

近年來(lái)介孔材料在化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域備受矚目，成為研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。介孔二氧化硅納米粒（MSN）具有其他材料無(wú)可比擬的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[2]，粒徑可50～300nm之間調(diào)節(jié)；粒子形狀穩(wěn)定且規(guī)整；孔徑規(guī)整，孔結(jié)構(gòu)獨(dú)特，大小可調(diào)。孔徑分布窄，從2nm～6nm可調(diào)；粒子表面積及孔道容量大；具有內(nèi)表面和外表面，可選擇性地進(jìn)行功能化，為粒子進(jìn)行多功能化提供了便利，近年來(lái)，雜化介孔SiO2納米制備技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很高的發(fā)展程度，將介孔SiO2微球作為主體，利用其孔中或其孔表面的基團(tuán)組裝各種不同功能的納米顆粒，制備復(fù)合納米顆粒的研究也被廣泛迅速地發(fā)展。目前已有以介孔SiO2微球?yàn)椋黧w組裝如Ag，Au，Pt、FeO等貴金屬納米粒子和制備各種不同類(lèi)型的酶類(lèi)物質(zhì)等的研究。

2 MSN藥物傳輸系統(tǒng)的藥物控釋

無(wú)機(jī)微粒納米系統(tǒng)在緩控釋給藥上具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，近十年來(lái)，基于MSN的藥物給藥系統(tǒng)獲得了極大的發(fā)展，比如[3]MSN連接硫化鎘（CdS），金（Au），氧化鐵，蛋白質(zhì)，葉酸等，在靶向性和緩控釋性上取得了巨大的突破，實(shí)現(xiàn)了生物治療藥物在體內(nèi)定點(diǎn)定時(shí)地釋放，這些門(mén)控體系根據(jù)生物激活劑的不同而不同，比如化學(xué)催化反應(yīng)，光學(xué)反應(yīng)等。此外，令人鼓舞的是，這些微粒體藥物給藥系統(tǒng)在到達(dá)靶位點(diǎn)之前呈現(xiàn)出了\"零提前釋放\"的特征。這種給藥系統(tǒng)的這些優(yōu)點(diǎn)預(yù)示了MSN給藥系統(tǒng)廣闊的發(fā)展前景。我們預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，這種給藥體系將被用于臨床給藥體系。

藥物給藥系統(tǒng)的一個(gè)重要的特征是將藥物靶向的釋放到特定的部位，因而在此基礎(chǔ)上發(fā)明了一種納米磁珠微粒技術(shù)[4]。作者在MSN上連接一個(gè)磁性微粒，在外部磁場(chǎng)的作用下，理論上可以定位于任何一個(gè)靶部位，這項(xiàng)技術(shù)的體外實(shí)驗(yàn)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。

3 MSN藥物傳輸系統(tǒng)的靶向功能

MSN載藥系統(tǒng)可通過(guò)修飾靶向分子實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的主動(dòng)靶向。將對(duì)腫瘤細(xì)胞有特異性識(shí)別作用的小分子配體（如葉酸，特異性DNA，RNA，抗體與多肽等） 連接在MSN外殼上，可將藥物準(zhǔn)確、有效地輸送到靶細(xì)胞或病變部位，從而實(shí)現(xiàn)MSN 載藥系統(tǒng)主動(dòng)靶向的目的[5]。研究表明，經(jīng)葉酸修飾可加強(qiáng)細(xì)胞對(duì)MSN 載藥系統(tǒng)的吸收，其作用機(jī)制與受體介導(dǎo)的胞吞途徑有關(guān)[6]。Linden課 題組[7]將葉酸修飾于MSN表面，在葉酸高表達(dá)的Hela細(xì)胞中獲得了比低表達(dá)的293細(xì)胞中更高的吞噬效率。將修飾過(guò)的MSN載Notch信號(hào)通路抑制劑注射到乳腺癌動(dòng)物模型體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)葉酸修飾過(guò)的MSN產(chǎn)生的熒光信號(hào)值要顯著高于未經(jīng)葉酸修飾的顆粒[8]。

4 總結(jié)

MSN有助于增加藥物的藥代動(dòng)力學(xué)，具有直接應(yīng)用于藥物治療的潛力，將是未來(lái)新藥的設(shè)計(jì)方向與發(fā)展趨勢(shì)。除了在藥物傳遞方面巨大的應(yīng)用潛力外，納米粒可保護(hù)生物酶、DNA及他生物活性物質(zhì)的生物活性，并且可作為這些生物活性物質(zhì)控制釋放的載體；還可以保護(hù)芯材不受外界環(huán)境的化學(xué)侵蝕，解決納米球的團(tuán)聚等問(wèn)題。

總之近20年來(lái)，細(xì)胞工程、以基因工程、酶工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)迅猛發(fā)展，人類(lèi)基因組計(jì)劃等重大技術(shù)相繼取得突破，現(xiàn)代生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)治療方面廣泛應(yīng)用，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程明顯加快。全球研制中的生物技術(shù)藥物超過(guò)2200種，其中1700余種進(jìn)入臨床試驗(yàn)。在此過(guò)程中，生物醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)的技術(shù)和材料的需求日益高漲。MSN材料以其獨(dú)特的性能在生物醫(yī)藥領(lǐng)域受到關(guān)注。

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編輯/哈濤