载药纳米颗粒的发展前景

几种新型无机纳米药物载体的研

究进展

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摘要：无机纳米药物载体系统作为新型的药物投递和控制释放系统受到国内外学者的广泛关注，本文主要介绍磁性纳米粒、载药纳米羟基磷灰石、量子点几种新型无机载药纳米粒子的典型制备工艺及存在的问题，并展望了这几种载药纳米粒子的发展前景。

关键词：磁性纳米粒载药纳米羟基磷灰石量子点

前言：

常见的纳米药物载体主要包括无机纳米药物载体和有机高分子纳米药物载体．其中，高分子纳米粒子作为药物载体研究得比较早，目前已有少量基于高分子纳米载体的药物得到欧美一些国家药监部门批准用于临床治疗[1]．这是因为高分子纳米粒子生物相容性好，毒性小，药物可通过物理包覆或者化学键合的方式结合到高分子纳米粒子中，其释放后高分子载体可通过降解排出体外[2]．常见的无机纳米药物载体包括磁性纳米粒子、介孔二氧化硅、纳米碳材料、量子点等这些无机纳米药物载体，在实现靶向性给药、控释和缓释药物以及癌症靶向治疗等方面表现出良好的应用前景.[3]与高分子纳米粒子相比，无机纳米粒子不仅尺寸、形貌可控性好比表面积大，而且独特的光、电、磁性质赋予其具有潜在的成像显影、靶向输送和协同药物治疗等功能，使其更适于在细胞内进行药物输送[4]．

本文主要介绍Fe

3O

4

磁性纳米粒、载药纳米羟基磷灰石、量子点几种新型载

药纳米粒子的典型制备工艺及存在的问题，并展望了这几种载药纳米粒子的发展前景。

1.Fe3O4磁性纳米粒

生物医学领域使用磁性纳米粒子主要就是由于其具有特殊的磁性能，通常是以磁性纳米粒子（如铁、铁氧化物、镍、钴等）为核、有机物或无机物为壳，通过表面修饰包覆或组装等作用形成的具有独特功能的复合粒子。纳米磁靶向药物载体作为一种新型药物载体,能在特定的导向机制下,将药物高效的运输到靶器官,使药物在局部发挥作用,大大地降低了药物对全身的毒副作用[5]。

磁性纳米粒子因其良好的超顺磁性可使其在外磁场的作用下方便地进行磁

性分离和导向，而且由于磁性纳米粒子能够在磁场中不被永久磁化，因此在体内既安全又易于控制。除此，磁性纳米粒还具有悬浮稳定性、功能基团特性、生物相容性、生物可降解性及磁性荧光双功能性等优点。

具有磁性的材料有很多种，包括金属合金（Fe，Co，Ni）、氧化铁（ -Fe

2O

3，

Fe

3O

4

）、铁氧体（CoFe

2

O

4

，BaFe

12

O

19

）、氧化铬（CrO

2

）及氮化铁（Fe

4

N）等，其

中Fe3O4 （Magnetite）是应用最多的磁性颗粒。Fe3O4磁性纳米粒子粒径一般分布在1-100 nm 左右，纳米尺寸的颗粒具有既不同于原子也不同于块体材料的物理和化学性能[6]，磁性纳米粒子的量子尺寸效应和表面效应使磁性能发生了显著的变化。当纳米粒子的粒径d<16 nm，各向异性减小到与热运动能相比拟，易磁

化方向作无规律的变化，便产生了超顺磁性[7-8]。且Fe

3O

4

已被证明无毒且具有生

物相容性[9]，基于独特的物理、化学、热学和磁性能，超顺磁氧化铁纳米粒子有很大的潜能应用于多种生物医药领域，如细胞标记、靶向及作为

细胞生态研究的工具进行细胞分离和净化等细胞治疗；组织修复；药物传输；核

磁共振成像；癌细胞的高热治疗等[10-11]。因此Fe

3O

4

成为生物医学领域研究最多

也是最有前景的磁性纳米材料。

1.1 制备方法

Fe

3O

4磁性纳米粒子的制备方法主要分为干法和湿法。

这里主要

介绍目前研究比较广泛的共沉淀法来制备纳米Fe3O4磁性纳米[12-14]。

其反应原理为：

Fe2++ 2Fe3+ + 8OH-→ Fe

3O

4

+4H

2

O

通常是把 Fe2+和Fe3+的盐溶液以一定的比例混合后，用过量的NH4OH或NaOH 在惰性气氛、一定温度和 PH值下高速搅拌进行沉淀反应，然后将沉淀洗涤、过

滤、干燥，制得一定尺寸的Fe

3O

4

纳米粒子（如图1-1 所示[15]）。

共沉淀法具有合成工艺简单、实验条件温和、杂质含量和副产物低的优点，

实验可重复性很好。而且该法得到的Fe

3O

4

纳米粒子表面吸附了大量的-OH，可以

通过与Si-OH或-COOH等官能团反应实现磁性纳米粒子的表面修饰和功能化。但该方法合成出的纳米粒子很难达到单分散状态，需进行表面修饰提高纳米粒子的分散性。

1.2 存在问题及展望

超顺磁性纳米颗粒在外加磁场的作用下可具有靶向性,且四氧化三铁的晶体对细胞无毒,其作为基因载体及药物载体被广泛应用于医学研究,为肿瘤的治疗开辟了新的途径。但对于外置磁场,如何全面的避开内皮吞噬系统的吞噬,防止治疗过程中药物性血栓的生成等尚存在不足 [16]。

2.载药纳米羟基磷灰石

由于纳米羟基磷灰石药物载体具有生物相容[17-18]、生物降解性、生物稳定性、吸附性能、抗肿瘤活性等特性，目前国内外已有学者在这方面做了深入研究[19-22]。结果显示纳米羟基磷灰石药物载体对一些物质具有很强的吸附和承载能力．作为载体可以与蛋白质药物、核酸以及化疗药物结合进行靶向治疗，将大大增加局部药物浓度及作用时间，化疗药还可减少对全身器官的损害。

2.1制备方法

目前HAP的制备方法有很多种，通常分为两类：液相合成和高温固相合成。纳米HAP合成均为液相合成，主要包括水热法、溶胶一凝胶法、化学沉淀法、微乳液法、模板法、超声波合成法等，这里主要介绍溶胶一凝胶法的制备过程。

溶胶～凝胶法是将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶