新型介孔载药体系:智能化的药物自我控释!

纳米技术和纳米材料的不断发展为肿瘤等相关疾病的治疗研究提供了多种多样的智能药物载体材料。介孔二氧化硅纳米粒子(Mesoporous Silica Nanoparticles, MSNs) 由于具有良好生物相容性、载药效率高和可控释放等优势,使得其在药物递送系统、纳米医学等领域具有潜在的应用前景。

对于MSNs纳米载药材来说,临床的实际应用是需要药物载体在到达病灶部位之前做到药物“零释放”以及到达病灶部位的有效释放。近年来,基于无机纳米颗粒、合成聚合物、多肽、环糊精和DNA/RNA等作为MSNs介孔“门控开关”发展了许多刺激响应可控药物释放载体系统。然而,目前发展的大多数酸响应系统在近生理条件下几乎无响应,不能用于生物体内。更重要的是,此类“门控开关”一般需要复杂的制备工艺,而且具有潜在的、不可预知的毒副作用。因而极大限制了此类MSNs载药体系在临床上的真正应用。

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近日,清华大学深圳研究生院、江苏大学以及苏州大学的科研人员突破了上述介孔MSNs载药体系的局限,以药物本身为“门控开关”并且可实现肿瘤微环境弱酸性条件下 pH响应性的肿瘤药物可控释放。该项工作的设计依据是对MSNs介孔的外部孔道进行苯甲醛功能化。当MSNs装载有广谱性抗癌药多柔比星(DOX)时,DOX分子的氨基可与孔口的苯甲醛分子形成pH敏感的动态苯甲酰亚胺共价键,巧妙地将药物分子本身转变介孔的“门控开关”,因此可最终获得瘤部位pH敏感的、药物 “自我门控”纳米给药系统。目前,该研究在动物体内实验上取得突破,并在免疫缺陷的裸鼠身上获得了良好的肿瘤治疗效果。

总的来说,该研究中可以极大地简化MSN控释材料的设计和制备过程,具有制备工艺简单和潜在毒副作用小等优点。更具有启发性的是,该研究中针对介孔材料“门控开关”的思维转换,可灵活地应用于其他的含有氨基的生物分子,如抗肿瘤多肽、蛋白质以及DNA/RNA等,因而在癌症的综合治疗领域具有潜在的应用价值。

本工作以封面形式发表在Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.201605985)上。清华大学曾小伟博士为本论文的第一作者,清华大学梅林副教授、江苏大学潘建明教授以及苏州大学潘国庆博士为本文通讯作者。

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