Small Methods: 二维水滑石纳米颗粒——走进纳米医学

二维纳米材料近年来于生物医学研究中崭露头角。由于其可调控的结构组成及多样的物化性质,关于二维纳米材料的探索全方位地覆盖诊断、预防及治疗。作为一类典型二维纳米材料,层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide,LDH)的优势正在越来越深入地被发掘出来。其可控且简易的合成,良好的生物可降解性,易于多功能化的特征赋予LDH全方位应用的潜力。尽管在通往体内应用的路上仍然有不少挑战,但已提出不少新颖且十分有建设性的观点和方案,为LDH能够攻克关键性的纳米医学难题奠定了基础。 目前LDH纳米医药的研发过程中的近期进展主要表现为:(1)LDH颗粒通过表面改性可实现较强的胶体稳定性。LDH颗粒通过表面PEG修饰、BSA覆盖和二氧化硅修饰,可以在类生物体内溶液环境下(例如saline、PBS或含血清的培养基)保持相当好的分散度。(2)较高的靶向性。表面连接了特定靶向基团的LDH颗粒能够有效地富集于病灶,显著提高疗效。值得一提的是,无靶向基团的LDH颗粒的肿瘤富集率可达3.6%。(3)灵敏的肿瘤微环境的响应性。LDH能够响应肿瘤区域独特的微环境(例如微酸性、乏氧性以及较高浓度的过氧化氢等),实现药物释放、产生自由基、以及体内精准成像等重要诊疗功能。(4)较高的生物安全性。在广泛的生物应用中,LDH表现出了令人满意的生物安全性,合理投加的前提下未观测到明显的毒副作用,且其自身响应于微酸环境的降解能够使其在发挥作用后被及时排出。(5)多功能多模态。近期研究将LDH发展为多功能诊疗一体化材料,使LDH成为兼具多模态成像、热疗、化疗于一体的纳米诊疗平台。(6)LDH亦是一种优良的免疫佐剂。借助于LDH的缓释能力,搭载特定单元或多元抗体的LDH疫苗甚至表现出了显著优于目前商用制剂的免疫效果。

澳大利亚新南威尔士大学高级讲师谷子博士及昆士兰大学许志平教授长期致力于纳米医学的研究,尤其是基于水滑石纳米材料的药物递送体系和生物成像体系,已取得显著成果。近期,其为共同通讯作者在Small Methods上发表了题为“2D Layered Double Hydroxide Nanoparticles: Recent Progress toward Preclinical/Clinical Nanomedicine”的综述。第一作者为新南威尔士大学在读博士研究生曹振邦。作者们从纳米颗粒的胶体稳定性、靶向性、对肿瘤微环境的选择性、多功能/多模态、及生物安全性等几个方面,给出了LDH目前在载药、催化纳米药物、生物成像以及免疫治疗方向所取得的进展,总结了目前LDH走近临床(前)纳米医药的探索,认为LDH具有良好的生物安全性以及高效的诊疗作用,具备较高的临床转换价值。希冀今后对LDH纳米医药的进一步研究能够为病人带来更多福祉。