可生物降解介孔二氧化硅纳米载药系统:核素标记与肿瘤靶向

尽管纳米材料的临床转化步履维艰,学术圈广泛认为可生物降解和肾清除代表了纳米医学领域的前景(Ehlerding et al., Advanced Science, 2016)。可肾清除、有机染料担载二氧化硅纳米颗粒(又称C dots)是第一个获得美国食品及药物管理局批准作为试验性新药(Investigational New Drug)的无机纳米颗粒。研究具有肿瘤主动靶向、可生物降解的纳米载药系统一直是纳米医学领域的难点和热点。美国威斯康辛大学-麦迪逊分校蔡伟波教授及其实验室成员(Shreya Goel,陈风)近期发表研究性论文,阐述一种基于介孔二氧化硅的可降解无机纳米载药系统,并研究了其在无螯合剂放射性同位素标记,活体肿瘤新生血管靶向方面的潜力。论文发表在最新一期Advanced Science上(Goel et al., Advanced Science, 2016)。

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研究人员首先合成了孔径在12 nm左右的介孔二氧化硅。与传统介孔二氧化硅(孔径约2-3 nm)和实心二氧化硅相比,大孔径介孔二氧化硅显示了预期中的更快的降解速率。所合成的介孔二氧化硅不仅可以用于担载疏水的小分子抗癌药,而且显示良好的担载大分子(例如分子量为66.5 kDa的牛血清白蛋白)的能力。该性能大大扩展了其未来作为载药系统的潜力。为了可以利用正电子放射断层造影术 (Positron Emission Tomography)示踪纳米颗粒在活体中不同器官的分布,研究人员采用一种早前发表的基于无螯合剂原位锆-89(半衰期为78 小时)标记的技术(Chen et al., ACS Nano, 2015),在介孔二氧化硅的孔道内部标记上锆-89。同时,为了提高纳米材料在活体中的稳定性和血液循环时间,以及赋予其新生血管靶向能力,所合成的材料表面被修饰上聚乙二醇,以及靶向CD105的单克隆抗体TRC105。正电子放射断层造影术,体外的活体分布以及组织切片等研究皆证实了锆-89标记的介孔二氧化硅在肿瘤新生血管主动靶向上的能力。后续实验将深入研究介孔二氧化硅纳米载药系统在肿瘤靶向诊疗(包括放、化疗联合)上的潜力。

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