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纳米技术在新药研发中的应用
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发布时间：2007-04-07
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| | 纳米粒子包裹的智能药物进入人体后，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。在迅速发展的药剂学中，控释药（CRDDS）是控制释放给药系统（Controlled release drug delivery system,CRDDS）的简称。CRDDS是通过物理、化学等方法改变制剂结构，使药物在预定时间内，自动按某一速度从剂型中恒速释放于作用器官或特定靶组织，并使药物浓度较长时间维持在有效浓度内的一类制剂。CRDDS的一个重要方向是将药物粉末或溶液包埋在直径为纳米级的微粒（Microparticles）中。以纳米粒（nanoparticles，NP）作为药物载体，将会大大提高疗效、减少副作用。作为药物载体的纳米粒也称毫微粒，即纳米球（nanospheres）的统称，是粒径大小介于10～1000nm的固态胶体颗粒。纳米粒表面的亲水性与亲脂性将影响到纳米粒与调理蛋白吸附结合力的大小，从而影响到吞噬的快慢。一般而言，纳米粒的表面亲脂性越大，则其对调理蛋白的结合力越强。故要延长纳米粒在体内的循环时间，需增加其表面的亲水性，这是对纳米粒进行表面修饰时选择材料的一个必要条件。 纳米粒的表面电荷影响到纳米粒与体内物质如调理素等的静电作用力。负电荷表面往往使纳米粒相对于正电荷或中性表面在体内更易被清除，而中性的表面最适合用于延长纳米粒在体内的循环时间。故在对纳米粒进行表面修饰时，一般选用非离子性的表面活性剂。 纳米粒的粒径是决定药物载体输送系统亚微粒体内过程的重要因素之一。在构建体内长循环纳米粒时较好的粒径范围为1～200nm。对纳米粒包衣，可改变其表面性质，如：电荷、亲水性等。以往的研究多集中于非生物降解的纳米粒，近年对可生物降解的纳米粒表面修饰。Borchard等分别用血浆蛋白和血清补体对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）纳米米粒包衣，研究包衣前后RES对纳米粒的摄取情况。结果表明，血浆蛋白包衣可被网状内皮系统（RES）的摄取。如果血浆蛋白热灭活后包衣，则效果更明显。纳米粒用适当的表面活性剂包衣后，可跨越血脑屏障，实现脑位靶向。另外，纳米粒表面修饰后脉管给药可降低肝位蓄积，从而有利于非肝位病灶的导向治疗。纳米粒中加入磁性物质，通过外加磁场将其导向靶位，对于浅表部位病灶或对于外加磁场容易触及的部位具有一定的可行性。在影像学诊断中，纳米粒可被广泛应用。例如：纳米氧化铁造影剂是一种水性胶质。静脉注射纳米氧化铁造影剂以后，氧化铁颗粒被血液带到身体的各部位，只是在肝脏和脾脏被网状内皮细胞吸收。肝脏内的网状内皮细胞是由杯状细胞的嗜噬细胞构成，它可以吞噬氧化铁颗粒；而恶性肿瘤细胞仅含有极少量的杯状细胞，没有大量吸收氧化铁的作用。纳米氧化铁造影剂就是利用正常细胞和恶性肿瘤细胞之间的这种功能差异别。显示出其对这些病灶诊断的特异性——纳米氧化铁在正常细胞和肿瘤细胞的数量不同，会造成信号强度的差别，这种差别在磁共振图像中，由于正常组织吸收纳米氧化铁表现为暗的低信号，而病灶不吸收纳米氧化铁表现为亮的高信号。这样，病灶与正常组织在磁共振图像上会有较大的对比。 纳米粒用作药物载体具有下述显著优点：（1）载药纳米粒作为异物而被巨噬细胞吞噬，到达网状内皮系统分布集中的肝、脾、肺、骨髓、淋巴等靶部位；连接有配基、抗体、酶底物所在的靶部位。（2）到达靶部位的载药纳米粒，可有载体材料的种类或配比不同而具有不同的释药速度。调整载体材料种类或配比，可投资药物的释放速度，制备出具有缓释特性的载药纳米粒。（3）由于载药纳米粒的粘附性及小的粒径，即有利于局部用药时滞留性的增加，也有利于药物与肠壁的接触时间与接触面积，提高药物口服吸收的生物利用度。（4）可防止药物在胃酸性条件下水解，并能大大降低药物与胃蛋白酶等消化酶接触的机会，从而提高药物在胃肠道中的稳定性。（5）载药纳米粒可以改变膜运转机制，增加药物对生物膜的透过性，有利于药物透皮吸收与细胞内药效发挥。如：载带抗肿瘤药物阿霉素的纳米粒，可使药效比阿霉素水针剂增加10倍；用氰基丙烯酸酯作载体，制备长春花胺的纳米粒，口服给药后比水溶性吸收更快、更安全。当前，对纳米粒的研究重点在如下几个方面：纳米粒载体材料的筛选与组合，以获得适宜的释药速度；采用表面化学方法对纳米粒表面进行修饰使其改性，以提高靶向能力与改变靶向部位；制备工艺优化，以增加药物载量、临床适用性和适用于工业化生产为目的；体内工程的动力学规律探讨，以正确描述血液与靶器官内药物的变化规律为目的。相信随着研究的不断深入，纳米医学领域必将产生“纳米药学”新分支，使纳米材料成为人类征服疾病的又一有力工具。目前已在临床应用的有免疫纳米粒、磁性纳米粒、磷脂纳米粒以及光敏纳米粒等。
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