纳米药物

纳米药物Contents研究背景1研究意义2制备和应用3研究现状4总结癌症已成为威胁人类健康和生命的首要敌人，其发病率也在逐年上升。目前，对于癌症的治疗主要是外科手术、放射性治疗和化学治疗，但有很严重的副作用，而且治疗效果不佳，导致疾病无法根治。(a)正常组织的血管网络是规则有序的.(b)肿瘤血管分布多样化，血管网络紊乱.(c)正常组织中，血管和淋巴管同时存在，淋巴管用于运输组织液体.(d)肿瘤组织中，增殖的癌细胞会压缩淋巴管导致其坍塌.功能性淋巴管仅存在于肿瘤外周，主要用于运输液体、生长因子和癌症细胞.肿瘤组织异常的血管和淋巴系统、异常的血管屏障、异常的间质屏障阻碍治疗药物有效地运输到肿瘤，所以需要开发新型的药物。ProgressinBiochemistryandBiophysics2013,40(10):990~997二、研究意义2.1纳米药物的定义纳米药物是指以纳米尺寸的高分子纳米粒、纳米球、纳米囊等为载体，与药物以一定方式结合在一起后制成的粒径一般在几十纳米到几百纳米的药物；纳米药物也可以是直接将原料药物加工制成的纳米粒。纳米技术的快速发展使纳米颗粒实现了多药治疗、成像以及靶向治疗等方面的应用，这为癌症的临床检测、预防以及治疗提供了新的希望．在肿瘤治疗方面，纳米药物较传统药物显示了独特的优势，原因在于，肿瘤组织提高的渗透和保留(EPR)效应使纳米载体具有将药物被动靶向输送到肿瘤的潜力．2.2纳米颗粒的性质当物质接近纳米尺寸时,它的粒子尺寸已接近光的波长,粒子还具有很大的表面积,使得它具有一些特殊效应,如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,而且在光学、磁学、电学、化学及生物学方面表现出许多特殊性质。纳米微粒表面具有很强的活性,具有特殊的光学、热学、力学和磁学特性,有大量的界面或自由表面,各纳米微粒间存在着或强或弱的相互作用。这些特点使纳米材料具有小尺寸效应和界面效应,表现出许多优异性能和全新的功能。2.3纳米药物的的特点纳米药物与常规药物相比较,具有颗粒小、比表面积大、表面反应活性高、活性中心多、吸附能力强等特性,因此具有很多常规药物所难以比拟的优点：★缓释药物,改变药物在体内的半衰期,延长药物的作用时间。★制成导向药物后能达到特定的靶器官。★在保证药效的前提下,减少药用量,减轻或消除毒副作用。★改变膜转运机制,增加药物对生物膜的透过性,有利于药物透皮吸收及细胞内药效的发挥。★增加药物溶解度。★有利于药物的局部滞留,增加药物与肠壁接触的时间和面积,提高口服药物吸收利用度,防止胃蛋白酶等对药物的水解,提高药物胃肠稳定性。★可保护核苷酸,防止其被核酸酶降解。★可帮助核苷酸转染细胞,并起到定位作用。SCIENCEVOL33720JULY2012三、制备和应用3.1纳米药物的分类纳米药物载体分为大分子药物载体和颗粒型纳米药物载体。其中大分子药物载体包括:聚合高分子(Polymer)、树型高分子(Dendrimer)、单克隆抗体(MAB)。颗粒型纳米药物载体包括:脂质体(Liposome)、聚合物纳米颗粒(Polymericnanoparticle)、嵌段共聚物胶束(Blockcopolymermicelle)、树型高分子(Dendrimer)。纳米药物磁性纳米粒固体脂质纳米粒基因转导纳米粒微乳型高分子纳米粒脂质体纳米药物具体分类不同的纳米载体构成的纳米药物具有不同的特点，适于不同制剂的开发。微乳作为载药系统,可以增加难溶性药物的溶解度,提高水溶性药物的稳定性,提高药物的生物利用度,同时具有药物的缓释性和靶向性,并且适于工业化制备。生物可降解纳米颗粒可以改变药物的体内分布,具有控释性和靶向性,增加药物的稳定性,提高药物的生物利用度,特别适用于多肽和蛋白质等基因工程药物口服剂型的研究。脂质体载药系统同样具有药物的缓释性和靶向性,增加药物在体内和体外的稳定性,降低药物毒性,提高药物治疗指数,特别是脂质体结构的可修饰性,使开发具有特殊功能的载药系统如隐形脂质体、免疫脂质体成为可能。固体脂质纳米粒的显著特点:一是采用生理相容性好的低毒类脂材料为载体;二是可采用已成熟的高压乳匀法进行工业化生产,同时固体脂质纳米粒载药系统还具有控释性、靶向性、较高的载药量及改善药物的稳定性等优点。磁性纳米粒载药系统,可以通过外加磁场将药物导向靶位,适用于潜表部位病灶或外加磁场易触及部位病灶的诊断和治疗。纳米载体介导的遗传物质能高效地进入靶细胞,并且不易被血浆或组织细胞中各种酶所破坏。因此基因能透过核膜进入细胞核,并整合于染色体DNA中,从而获得转基因的高效稳定表达而发挥治疗作用。3.2纳米药物的制备方法■溶剂蒸发法该法应用最为广泛,包括乳液的制备和溶剂的除去。先把乳化液加入到稳定剂水溶液中,得W/O/W的复合乳液,再使有机溶剂挥发,制得纳米药物。■乳化/溶剂扩散法以丙酮或甲醇为水相,以不溶于水的有机溶剂为油相,在乳化剂存在下,由于大量水相的迅速扩散将油相分散成微细液滴,在蒸发溶剂后形成固体纳米粒。■微乳液法微乳液是热力学稳定的可以自发形成或经轻微外力作用即可形成的透明或半透明分散体系。■超声波法超声波的巨大能量使液相内部分子发生振动,分子间距发生变化,当超声波的强度增大到一定程度时,就会在液相分子之间产生空穴或空化泡,这一现象称为超声波空化。YanZhang等用超声波引发聚合制备了负载芘的甲氧基聚乙二醇-聚乳酸共聚物纳米微球。■沉淀法该法通过化学反应在溶液中生成颗粒物沉淀,通过各种反应条件的控制来控制沉淀粒径的长大,从而制备纳米药物。吴传斌等、吴远等采用这种方法制备了纳米磁性材料。目前，美国食品药品管理局(FDA)批准用于临床治疗的纳米药物已超过20种，表中所列出的几种。不同的纳米材料可以用于载药的载体，制备纳米药物，如核壳结构、纳米环、石墨烯等。AdvancedDrugDeliveryReviews63(2011)789–8083.3纳米药物的应用1、制备智能化药物所谓智能化药物是指能依据病理变化药物送到指定的病变部位，发挥出药物的最大疗效，而对正常组织的伤害降到最低限度的药物制剂。2、在诊断和辅助治疗中的应用目前用于诊断的纳米制剂如造影剂、定位剂、染色剂等发展很快，现已有多种应用于临床。如纳米氧化铁造影剂静脉注射后，只被肝脏和脾脏的网状内皮细胞吸收，恶性肿瘤细胞不能大量吸收氧化铁。利用这种正常细胞和恶性肿瘤细胞之间的功能差异发现病灶。四、研究现状PNAS|March10,2015|vol.112|no.10|2979两亲性树状高分子AmNM聚合物结合抗癌药物阿霉素自组装形成纳米抗癌药物胶束，纳米颗粒大小为10nm左右，即形成纳米药物微胶囊。纳米药物微胶囊作用于癌细胞的机理图，AmDM/DOX纳米药物与溶酶体结合进入细胞内，释放抗癌药物在细胞核上。R.Y.Zhang,H.Olin/MaterialsScienceandEngineeringC32(2012)1247–1252碳纳米材料作为载药的载体，对药物释放的研究。ChinaJournalofModernMedicineVol.17No.24研究改性载顺铂磁性纳米药物(CDDP-MNP)靶向治疗鼻咽癌的疗效，改性载顺铂磁性纳米药物对CNE2细胞的杀伤作用呈明显量效和时效关系,与顺铂比较差异无显著性(P0.05)。在体内抑瘤实验中,给予顺铂及改性载顺铂磁性纳米药物治疗后,裸鼠体重明显减轻,肿瘤增长明显减慢。改性载顺铂磁性纳米药物治疗组与顺铂治疗组疗效比较差异无显著性(P0.05);但改性载顺铂磁性纳米药物联合磁靶向治疗组,鼻咽癌裸鼠移植瘤的抑瘤率明显高于顺铂治疗组及改性载顺铂磁性纳米药物治疗组(P0.05)。Chem.Commun.,2014,50,14071--14081|14071无机纳米材料金纳米颗粒、多孔二氧化硅颗粒、石墨烯、磁性纳米材料、量子点由于它们有很好的生物相容性，被广泛应用于生物医学方面。如图不同的纳米药物模型，（a）聚合体纳米凝胶，（b）聚合物纳米胶束，（c）金纳米颗粒，（d）四氧化三铁纳米颗粒，（e）脂质体，（f）负载在多孔二氧化硅上。不同的纳米材料载药构成纳米药物的电镜图，（a）MSNP包覆在金纳米棒表面，（b）四氧化三铁负载抗癌药物阿霉素。五、纳米药物总结纳米药物与普通制剂的药物相比，具有较大的表面积、较强的化学活性、较快的吸收速度，在通过生物体的各种屏障、控制药物的释放速度、设定药物的靶向性等许多方面，纳米药物都具有一般药物不可替代的优越性，为药物研究提供了全新的领域。作为载药系统的纳米微粒可分为以下6种类型:微乳、生物可降解高分子纳米粒、脂质体、固体脂质纳米粒、磁性纳米粒和基因转导的纳米颗粒，它们各有特点适于不同制剂的开发，有很多文献已经报道。纳米医药技术的基础理论及载药纳米粒药物的制备还不完善，应用还处于实验室和动物实验阶段，能在临床应用的还不多。因而，随着纳米制剂技术和新药研究的发展，将有一批作为特殊作用的纳米药物研制成功，如靶向给药，缓释或控释药物，延长药物作用时间，改变作用方式或给药途径，降低或避免不良反应等，将成药物研究提供新的方向。总之,纳米药物是一个刚刚起步的研究领域,随着对纳米药物的药效学和药代动力学方面的深入研究,必将推动纳米药物分析方法和手段的发展和提高。谢谢！