碳纳米管作为药物及基因递送载体的研究

作者:李屹[1] 吴雨径[2] 刘惠亮[2] 刊名:中国医学文摘:耳鼻咽喉科学 上传者:茹兴坤

【摘要】碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)作为一种新型纳米材料,其结构为圆筒状的石墨烯片层,直径范围通常在1~100nm,根据结构不同主要分为单壁碳纳米管(Single-walled nanotubes,SWNTs)和多壁碳纳米管(Multi-walled nanotubes,MWNTs),因具备优越的力学特性、良好生物相容性及纳米级尺寸而易于被细胞摄取等特征,其在生物医学领域的应用日益被关注。最新研究表明采用多种理化手段可实现CNTs的功能化,从而使其成为一种全新而理想的药物及基因转运载体。CNTs可与多种细胞发生相互作用,并主要通过内吞的形式被细胞摄取。目前已有大量研究将CNTs作为多种抗肿瘤药物的载体,如顺铂、多柔比星、紫杉醇等,也有研究利用CNTs负载抗真菌药物、叶酸、表皮生长因子等用于相关疾病的治疗。与此同时,CNTs经不同类型的功能化修饰(如多聚阳离子),亦可作为质粒DNA,小干扰RNA(siRNA)及微小RNA(microRNA)的优良载体。然而,由于毒性和对环境潜在的影响等争议,真正实现CNTs在人体及临床上的应用,还有很长一段路要走,如何在保证治疗有效性的前提下尽可能降低其毒副作用是目前研究的热点与难点。本文就CNTs作为药物及基因转运载体的研究进展综述如下,以期为研发基于CNTs的新型药物及基因递送系统及应用于相关疾病的临床治疗提供参考。

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0VERVIEW 【综述 碳纳米管作为药物及基因递送载体的研究 李屹 .吴雨径 ,刘惠亮 【关键词】 纳米管 ,碳 (Nanotubes,Carbon);药用制剂 (Pharmaceutical Preparations);基因 (Genes) 【摘 要】 碳纳米管 (carbon nanotubes,CNTs)作为一种新型纳米材料 ,其结构为圆筒状的石墨烯片层 ,直径范围通常 在1~100 am,根据结构不 同主要分为单壁碳纳米管 (Single—walled nanotubes,SWNTs)和多壁碳纳米管 (Multi—walled nanotubes,MWNTs),因具备优越的力学特性、良好生物相容性及纳米级尺寸而易于被细胞摄取等特征,其在生物 医学领 域的应用 日益被关注。最新研 究表明采用多种理化手段可实现CNTs的功能化 ,从而使其成为一种全新而理想的药物及基因 转运载体。CNTs可与多种细胞发生相互作用 ,并主要通过内吞的形式被细胞摄取 。目前已有大量研究将CNTs作 为多种抗肿 瘤药物 的载体 ,如顺铂、多柔比星、紫杉醇等 ,也有研 究利用CNTs负载抗真菌药物、叶酸、表皮生长因子等用于相 关疾病 的治疗 。与此 同时 ,CNTs经不同类型的功能化修饰 (如多聚阳离子) ,亦可作为质粒DNA,小干扰RNA (siRNA)及微小 RNA (microRNA)的优良载体 。然而,由于毒性和对环境潜在的影响等争议 ,真正实现CNTs在人体及临床上的应用 ,还有 很长一段路要走,如何在保证治疗有效性的前提下尽可能降低其毒副作用是 目前研究的热点与难点。本文就CNTs作为药物 及基 因转运载体的研究进展综述如下 ,以期为研发基于CNTs的新型药物及基因递送系统及应用于相关疾病的临床治疗提供 参考。 1 前 言 纳米科技越来越受到各领域研究者的重视 ,其中 纳米药物是一个崭新领域,其研究主旨是通过构建纳 米药物运载体系,有效运输小分子药物并定位至靶 细胞和组织。换言之,理想的纳米级递送载体必须实 现药物释放速率可控性、防止药物降解、代谢及通 过靶 向运输减少副作用。近年来 ,多种新型纳米材 料 在检 测及 临床 应用 许可 方面取 得 了重大 进 展 ,但 由于缺少国际性的监管标准来评估纳米材料的安全性 及毒性,暂时制约了纳米材料实现商业化生产 ⋯。药 物运输系统 (drug delivery systems,DDS)的作用是 通过改善传统药物药理及治疗特性 ,增加药物溶解 性等使药物在体 内有选择性的分布 ,力求减少药物 对正 常组织的损 伤 。传统 的 DDS包括 脂质体 、乳状 剂、多聚微粒等,随着纳米科学的飞速发展及其与 生物医药学的交叉渗透 ,目前基于碳纳米管 (carbon nanotubes,CNTs)的药物和基因载体越来越受到研 究者的重视 。 采用纳米载体进行药物递送,特别用于负载抗癌 药物的一个重要原因是纳米载体能够有效克服多重 耐药 (multi.drug resistance,MDR)排出泵 的作 用。 作者 单位 :解放 军医学 院,北京 1 00853 (李 屹) 武警 总医 院心 内科,北 京 1 00039 (吴雨径,刘惠亮) 通讯作者 :刘惠亮 (Emaih Ihl5 l 8@ rip.sina.com) 这种 MDR排出泵能够将细胞毒性药物从癌细胞中泵 出 ,其过度 表达是癌细胞很快对 各种化疗药物 产生抵 抗的机制之一。此外 ,原始的 CNTs溶解性差 ,容易 聚集在细胞和组织中,而 CNTs经共价或非共

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