纳米粒子在药物载体中的应用

纳米粒子在药物载体中的应用

纳米粒子在药物载体的研究进展

摘要：:纳米粒子作为一种新型的药物载体, 由于它的超微小体积, 能穿过组织间隙并被细胞吸收, 通过人体最细的毛细血管, 还可透过血脑屏障, 显现出极大的潜力并被广泛研究, 具有广阔的发展前景。本文从不同分类的纳米粒子着手，综述其在药物载体中的应用.

关键词：纳米粒子、药物载体、控制释放

纳米粒子( nanoparticle) 也叫超微粒子，尺寸在1—1 000 nm 之间，通常由天然或合成高分子材料制成，目前无机材料也研究得比较多。主要通过静电吸附、共价连接将药物结合在其表面，或者直接将药物分子包裹在其中，然后通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，在细胞摄取作用下进入细胞内，实现安全有效的靶向药物输送和基因治疗。纳米控释系统作为独特的药物新剂型得到越来越广泛的关注。本文通过从不同类别的纳米粒子着手综述对其在药物载体中的应用。

1、有机纳米粒

纳米粒使用的载体材料目前多为天然或者合成的可降解的高分子化合物。天然高分子及其衍生物可分为蛋白类（白蛋白、明胶和植物蛋白）和多糖类（纤维素和淀粉及其衍生物、海藻酸盐、壳聚糖等）。合成高分子主要有聚乳酸、聚己类酯等。

1.1天然化合物

1.1.1环糊精

环糊精是一种来自于淀粉的环状材料，其结构是葡萄糖单体通过1,4α连接的环状分子。在水相中，通过分子内氢键作用形成稳定的桶状结构，外围是亲水性表层而易溶于水溶液中，内部是疏水性的空腔，可以有效地包含疏水性的小分子，而形成主客体作用(环糊精称为主体，包含的小分子称为客体，这种通过疏水性作用的结合成为主客体作用)。李媛[1]等采用α-环糊精（α-CD）穿入两端带有可光交联基团的改性PEG链形成包含复合物，通过疏水性端基的自组装形成纳米粒子，并将抗肿瘤药物阿霉素负载到纳米粒子中，结果显示超分子纳米粒子具有很好的生物相容性和药物缓释作用，载药纳米粒子对肿瘤细胞具有很好的杀伤效果。

张先正等制备了由α-环糊精及其经马来酸酐改性的衍生物与聚(ε-己内酯)(PCL)通过主客体包合作用形成的超分子纳米胶束，并研究了这种胶束的药

物释放性能，发现其具有良好的药物缓释效果[2]。李俊等人通过聚阳离子改性β-环糊精，并与聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇(PEG-PPG-PEG)三嵌段形成包含复合物，利用改性β-环糊精上的聚阳离子缩合DNA 形成DNA/纳米粒子复合物，该纳米复合物具有很高的体外基因转染效率[3]。

1.1.2 壳聚糖

壳聚糖是多聚阳离子，壳聚糖及其衍生物具有增强穿透作用和酶抑制作用，使其成为生物大分子如多肽、蛋白质、基因和酶等的优良运送载体[5]。壳聚糖本身具有确切的抗肿瘤作用，可能通过多种机制达到抑制肿瘤的作用[6]。壳聚糖可以通过多种方法制备纳米粒子，制备成纳米粒子以后可以提高稳定性，防止其被生物酶降解，并可以实现控释和靶向治疗的作用。

1.2合成化合物

1.2.1聚乳酸

聚乳酸是生物可降解及生物相容性聚酯，聚乳酸嵌段共聚物是新型合成聚合材料之一，生物相容两亲性聚合物能在水中自聚集形成不同形态的纳米粒子，在药物控制释放体系中的应用越来越广。李资玲[7]采用透析法制备Pluronic F127/聚乳酸纳米粒子，并包埋紫杉醇。结果显示Pluronic F127/聚乳酸嵌段共聚物具有很好的生物相容性，紫杉醇的Pluronic F127/聚乳酸纳米粒子的释放曲线在前20 h 内呈现快速释放，此后表现为缓慢释放，综上Pluronic F127/聚乳酸适合用作药物载体。

1.2.2聚己内酯

聚己内酯(PCL)是一种人工合成聚酯类生物高分子材料，生物相容性很好，在药学方面的应用已表现出对甾体类药物具有良好的透过性和相容性，并可获得满意的药物释放行为。李家诗等[8]将含有羧基侧基官能团的己内酯类聚合物，通过溶剂挥发(O/W)和超声乳化相结合的方法制得纳米粒子，并使用5-氟脲嘧啶(5-FU)作为模型药物，研究了纳米粒子的载药和释放性能，研究表明，载药纳米粒子可以控制5-FU 的释放速率，释放时间可持续至96 h 以上。

郑施施[9]通过开环聚合法制备了三嵌段高分子化合物PCL-PEG-PCL(聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯)，并将其用于姜黄素的负载合成了三嵌段高分子化合物PCL-PEG-PCL(聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯)，然后采用乳液挥发法制备负载

姜黄素的PCL-PEG-PCL 纳米粒子，结果证明黄素纳米粒子具有良好的缓释功能。

2、无机纳米粒

无机纳米材料用于药物载体可达到靶向运输、控释缓释药物的效果，因此无机纳米材料在靶向性给药、药物控制释放和缓释、癌症治疗等方面有良好的应用前景。

2.1非金属材料

2.1.1介孔纳米粒子(MSNs)

介孔二氧化硅（mesoporous silica nano-particles，MSNs）是粒径为10～600 nm、孔径为2～50 nm 的二氧化硅纳米粒子，它具有较大的比表面积和比孔容，表面易功能化，毒性低，有良好的生物相容性和稳定性[10,11]。因此介孔材料在催化、吸附、分离、药物递送等领域有广泛的应用。2001 年，Vallet-Regi 等[12]首次尝试将MCM-41 用作非甾体抗炎药物布洛芬的载体，开辟了MSNs 在医药领域的应用研究。由于其具有巨大的比表面积和比孔容，可以负载较多的药物，以及丰富的硅羟基易于被修饰或改性，现在MSNs作为药物载体已经广泛用于口服递药和注射以及经皮靶向递药系统中[13]。Neha Shrestha发现多孔硅经壳聚糖修饰后可用于运载口服给药的胰岛素[14]，通过改善胰岛素的跨细胞渗透，增加与肠道细胞黏液层的表面接触，提高细胞的摄入，可用于口服递送蛋白质和多肽。HOU等[15]用多孔硅作为药物载体递送柔红霉素，治疗视网膜疾病持续时间从几天延长到3 个月。通过调控将纳米粒子孔径从15 nm 变为95 nm，使柔红霉素的释放率增大了63 倍，从而调控药物的释放。未经修饰的MSNs 静脉注射后主要通过被动靶向到肝脏、脾等部位。今年来，也有一些利用配体、抗体、特定基因片段实现MSNs 主动靶向的研究报道。Lu 等[16]将叶酸经过APTS 硅烷化后，与MSNs 表面硅醇基以酰胺键键合，链接在MSNs表面达到主动靶向目的。目前将MSNs 用于主动靶向的研究报道并不多，且多数报道仅限于体外实验，选择的靶向分子仍以叶酸、转铁蛋白、半乳糖等为主。

2.1.2羟基磷灰石纳米粒子

纳米羟基磷灰石（nano-hydroxyaptite，nHAP）是一类多孔性的无机材料，由于其溶解度较高、表面能较高，具有优良的生物相容性以及与蛋白质分子的