【参赛作品】新型多功能纳米药物载体:推动诊疗一体化的发展

肿瘤已经成为严重威胁人类健康的多发病之一,据资料显示,我国目前每年肿瘤死亡人数近200万人。目前治疗肿瘤的方法有外科手术切除治疗、放射治疗及化学治疗。其中,化学治疗对于实体瘤和弥散性肿瘤均有杀伤作用,并且临床操作简单易行,因而成为肿瘤治疗中的重要手段。但目前采用高通量筛选技术得到的抗肿瘤活性药物多为疏水性药物(超过40%),其较差的水溶性不利于静脉注射并导致生物利用度降低,严重限制了其在临床上的应用。

近期,中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林研究员带领的团队在解决疏水药物的传输问题方面取得重要进展。他们首先制备了实心氧化硅核-介孔氧化硅壳结构的纳米颗粒,后因核壳之间显著的结构稳定性差异利用选择性刻蚀方法和氟硅化学作用合成出一种具有独特结构、多样功能的药物载体——无机介孔氧化硅纳米胶囊(IMNCs)。其结构是由中空核和介孔壳(亲水)组成的,通过与有机药物载体(有机纳米微乳和有机纳米脂质体)的结构对比,该材料可分为两种体系——“无机纳米微乳”和“无机纳米脂质体”,分别用于单疏水药物的运载和亲水药物—疏水药物的共装载及共传输。后通过多种检测技术发现其在活体成像和肿瘤治疗方面均表现出良好的效果,对临床给药而言具有十分积极的推动作用。相关研究结果发表在Advanced Functional Materials上(Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1586-1597)。

作为“无机纳米微乳”的IMNCs对疏水药物喜树碱(CPT)的负载量高达35.1wt%,并能有效运载CPT至HeLa细胞(一种宫颈癌细胞)中并具有缓释效果,可有效杀死癌细胞。同时,该材料还能有效运载疏水的全氟己烷(PFH) 分子(一种高强度聚焦超声(HIFU)增效剂),通过体外(牛肝)与体内(兔子)实验发现其能显著提高高强度聚焦超声(HIFU)增效治疗的效率。而作为“无机纳米脂质体”的IMNCs则能同时运载疏水药物CPT和亲水药物DOX (阿霉素),其中CPT和DOX分别包封在材料的中空核与亲水的壳层介孔中。通过对耐DOX的MCF-7/ADR细胞进行实验发现CPT与DOX的结合能显著增强对癌细胞的治疗效果,抗癌效率高达62.8%,远远高于单一药物的疗效。该材料不仅具有分散性好、尺寸可控、结构可调、生物相容性高等优点,更为重要的是作为一种载体,它可以有效运载许多药物或其他小分子从而进行疾病治疗和诊断成像(如磁共振成像、光学成像、超声成像等),为发展诊疗一体化的新材料提供了新方法、新思路,具有重要的科学研究意义和临床实用价值。

 原文链接:Engineering Inorganic Nanoemulsions/Nanoliposomes by Fluoride-Silica Chemistry for Efficient Delivery/Co-Delivery of Hydrophobic Agents