生物可降解无机介孔纳米材料研究进展

无机介孔生物可降解纳米材料研究进展

一基金项目:国家自然科学基金面上项目(Ｎｏ.８１５７３００２)?国家重点基础研究发展计划(Ｎｏ.２０１３ＣＢ９３２５０２)一作者简介:李诚意?男?研究方向:肿瘤靶向综合治疗?Ｅ－ｍａｉｌ:１１３０７１２０１６４＠ｆｕｄａｎ.ｅｄｕ.ｃｎ

一通信作者:黄容琴?女?博士研究生?副教授?博士生导师?研究方向:肿瘤靶向综合治疗?Ｔｅｌ:０２１－５１９８００７８?Ｅ－ｍａｉｌ:ｒｑｈｕａｎｇ＠ｆｕｄａｎ.ｅｄｕ.ｃｎ

生物可降解无机介孔纳米材料研究进展

李诚意?黄容琴

(复旦大学药学院?上海２０１２０３)

摘要:近年来?无机介孔纳米材料由于比表面积大二孔结构有序可控二比孔容大等优秀性质而受到化学二材料二物理二医药等领域科研人员重点关注?但在生物临床诊疗应用中?无机介孔纳米材料在机体内的相对难降解二排泄也是亟待解决的问题?本文将围绕科研领域最受关注的几种无机介孔材料?综述目前最为可行的无机介孔纳米材料的生物可降解性质改造策略?

关键词:纳米材料?介孔硅?介孔钙?生物可降解性

中图分类号:ＴＢ３８３一文献标识码:Ａ一文章编号:２０９５－５３７５(２０１７)０４－０２２２－００４ｄｏｉ:１０.１３５０６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｊｐｒ.２０１７.０４.０１０

Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ

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(ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈａｒｍａｃｙ?ＦｕｄａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１２０３?Ｃｈｉｎａ)

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ?Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｓｉｌｉｃａ?Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｃａｌｃｉｕｍ?Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ

一一迅猛发展的纳米技术?已逐渐渗透到包括医学二材料二化学二物理等各个领域的前沿应用之中?带来巨大的社会和经济效益?相较于传统的有机纳米材料?例如:脂质体二胶束二高分子微球等[１－３]?无机纳米材料特别是无机介孔材料?由于其纳米尺度的粒径?显示出生物相容性好二毒性低二成本低二环境友好等许多优异的理化性质?近年来发展起来的无机介孔纳米材料?具有均一可调的介孔孔径二规则的孔道二稳定的骨架结构等优点?在分离提纯二催化二药物递送二医疗诊断等方面具有十分吸引人的应用前景?且通过特定的技术手段如表面功能化修饰或者掺杂其他元素?可实现诸如:光热效应二核磁成像二靶向递送药物二药物缓释控释二跨血脑屏障等优异功能[４－６]?然而随着无机介孔纳米材料在医药领域的应用研究越来越广泛?其体内滞留二降解排泄难的缺点也愈发凸显?这些弊端都使得生物可降解无机介孔材料的研发迫在眉睫?

１一常规介孔纳米材料体内药动学性质简介

研究显示?一定粒径的介孔纳米材料可经由胃肠道二呼吸道和皮肤等途径进入体内?而在药理和毒理学实验中?介孔纳米材料多采用静脉注射二腹腔注射等方式进入体内[７]?相较于传统剂型的药物?纳米材料?尤其是无机介孔纳米材料经由以上途径吸收进入机体?其体内分布有着一定的特异性?介孔纳米材料经由血液二淋巴液等循环系统?易被吞噬细胞识别摄入?集中到肝二脾等网状内皮细胞丰富的组织器官中[８]?其中无机介孔材料由于不受吞噬细胞降解酶影响?仍旧维持原形态被释放?接着被另一个吞噬细胞吞噬?这一过程的循环往复?可能会导致中性粒细胞和巨噬细胞的死亡?进而导致炎症副反应的产生?另一方面?在体内无法被降解的这一部分无机介孔纳米材料?会被巨噬细胞等转运至淋巴结和网状内皮细胞组织等产生蓄积?研究证明?在长期以及大剂量的暴露下?这种蓄积会产生不可逆的淋巴结增

２２２ 药学研究 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ２０１７Ｖｏｌ.３６?Ｎｏ.４

无机介孔生物可降解纳米材料研究进展

生二纤维化?组织形成异物巨细胞和肉芽肿等后果[９]?介孔纳米材料的排泄途径?与传统非纳米体系药物并无太大差异?一部分经由肺部纤维上皮运动通过物理方式排出体外?其余主要经由吞噬细胞转运至肝二肾后?通过尿二粪便的形式排泄[１０]?

２　生物可降解介孔纳米材料

基于对介孔纳米材料的药动学性质分析?无机介孔材料的构型二粒径二元素生物相容性等因素最终决定其在体内是否能很好地被降解进而排泄?而不可降解和蓄积的性质是其产生机体副反应的主要源头?也是科研工作者改进其表观性质二引入生物可降解性的目的所在?基于生物相容性好的元素制备的无机介孔纳米材料?通过引入或加强可降解性质?可以有效消除机体免疫副反应二蓄积等不良后果?为其巨大的生物利用前景扫除后顾之忧?依据化学组成分类?无机介孔纳米材料一般被分为硅基和非硅基两大类?其中硅基介孔类材料主要包括二氧化硅二硅酸盐二硅铝酸盐等?非硅基主要包括磷酸钙盐二过渡金属氧化物和硫化物等[１１－１２]?由于硅二钙元素有着较好的生物相容性?基于两种元素的生物可降解材料的研究开发也较为深入?本文将主要从３个方面:介孔硅二介孔钙和其他介孔纳米材料?介绍目前常用的引入或增强无机介孔材料生物可降解性的策略?

２.１一介孔硅一目前主要的合成介孔硅的方法包括模板法二水热法二乳液聚合法二自组装法和 Ｓｔöｂｅｒ 法等?自１９９２年介孔硅材料(ＭＣＭ－４１)首次报道以来?介孔硅材料的合成二修饰方法改良及在可控的药物传递二基因运输二基因表达二生物标记二生物信号探测二药物控释载体等生物医学方面的应用不断被向前推进[１３－１４]?相较于其他材料?介孔硅材料主要具有４大优点:①硅元素自身良好的生物相容性?②巨大的比表面积和比孔容?③表面丰富的可供后续修饰的硅羟基?④硅－氧键能高?化学性质稳定[１５]?稳定的化学性质使得其能应对各种复杂环境?保证药物包括储藏二递送稳定?然而也正是其稳定的特性使得介孔硅在机体内代谢缓慢?产生一定的蓄积现象?为了改进这一 …… 此处隐藏：10919字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……