阐述自组装纳米结构在靶细胞给药中应用

论文导读：pH值有所区别，因此pH敏感的自组装纳米结构更容易被用于靶向给药。例如，pH敏感的自组装纳米结构被用来装载和运输治疗癌症的化疗药物，因为肿瘤细胞的pH略低于周围的正常细胞，这样选择性释放化疗药物不仅可以避开其伤害健康组织，也能提高药物的利用率。

2.2温度敏感应用于靶向给药的温度敏感的纳米粒子通常表现为在低温

沈阳神龙药业有限公司，辽宁沈阳 110179
[摘要] 为了解决靶细胞给药理由，使用自组装纳米结构材料来作为运输载体。利用外界刺激通过其结构分子的不同性质来制约它的自组装与破裂，来实现药物在特定组织和细胞内的靶向释放。
[关键词] 靶细胞给药；自组装；纳米结构载体；脂质体；聚合物囊泡；球形胶束；外界刺激
[] A [文章编号] 1673-7210（2013）11（b）-0036-03
Application of self-assembly nanostructure in drug delivery
WANG Haoyu WANG Wei
Shenyang Shenlong Pharmaceutical Co.， Ltd.， Liaoning Province， Shenyang 110179， China
[Abstract] In order to solve the problem of target drug delivery， self-assembly nanostructure materials he been used as a vehicle. For the sake of achieve the controllability of these nanostructure materials self-assembly and resolution in the target organ or cells， the external stimuli has been applied succesully.
[Key words] Drug delivery； Self-assembly； Nanostructure； Liposomes； Polymersomes； Spherical micelles； External stimuli
在当今医学领域，如何避开药物受到人体免疫系统的攻击以及实现靶向给药来减少药物对人体健康细胞的影响已经成为一个广泛关注的理由[1-3]。通过应用纳米技术，这一目标将在不远的将来实现。本文将详细介绍以及分析当今最常用的纳米材料的利弊以及作用原理。
1 靶细胞给药中应用的纳米结构及其构建单元

1.1 脂质体

脂质体是一种人造的具有磷脂膜纳米结构的囊泡，其结构单元（两亲性分子）可以是一些经过处理（例如超声）的生物膜而产生的天然磷脂，因此也会包含多种混合的表面活性剂性质。脂质体的结构主要分为3大类：①大的单层磷脂膜囊泡；②小的单层磷脂膜囊泡；③多层膜结构囊泡[4-5]。

1.2 聚合物囊泡

聚合物囊泡（图1）是一种由高分子聚合物脂质体自组装的人造双层膜纳米结构囊泡，其直径范围为100 nm～10 m。聚合物囊泡的构建单元为两亲性合成嵌段共聚物，在适当的外界条件下，这些纳米粒子在溶液中可以自组装成细小的空心球结构。聚合物囊泡结构性质与脂质体相似，但是与脂质体相比，聚合物囊泡因其高分子的单元结构而具有着更好的稳定性及更低的磁导率。目前为止，许多药物、蛋白质、基因、疫苗等都可以由聚合物囊泡来装载运输[6]。

1.3 球形胶束

当两亲性纳米粒子的亲水性尾部的体积与疏水部分横截面和亲水性尾部长度的乘积的比值小于1/3时，纳米粒子不再自组装为囊泡，而是球状胶束。球状胶束指的是两亲性的表面活性分子在液态胶体中的聚集物。球状胶束的一个典型的纳米结构就是两亲性的表面活性分子的亲水基露在外面与周围溶液接触，胶束的中心则是两亲性分子的疏水基。
相比而言，球形胶束的体积远远小于聚合物囊泡和脂质体，可以更轻易地穿过各种生物膜及细胞间的缝隙。但由于其内部为疏水基集团，所以只能封装疏水性分子[6]。

1.4 自组装纳米管

通常情况下，有三种自组装纳米管在药物运输研究领域应用比较广泛，分别为：脂质体纳米管（内径大约500 nm，长度50～200 m的多层膜结构的纳米管），折叠多肽纳米管（外径约14 nm，内径约8 nm，膜厚2～3 nm，长度几微米的单层膜纳米管），环状多肽纳米管（内径0.4～1.3 nm，膜厚0.2～1 nm的单层膜纳米管）。纳米管的大小和自组装都受外界环境条件的制约[7]。见图2。
2 药物运输自组装纳米结构的制约条件
用于自组装纳米结构靶向给药的制约条件有很多，例如氧化还原敏感纳米结构，磁场敏感纳米结构，温度敏感纳米结构以及pH敏感纳米结构。通常靶向给药的载体为温度敏感和pH敏感的自组装纳米结构，例如PMPC-PDPA[8]。

2.1 pH敏感

通常情况下，pH敏感纳米结构的自组装分两种情况。第一种情况是当纳米颗粒的溶液的pH值高于临界值时，纳米颗粒开始自组装为纳米结构，并且包裹药物，当周围环境的pH值降低到临界值以下时，纳米结构会被破坏，然后释放药物，或条件相反。第二种情况是，当溶液的pH变化时，自组装纳米结构的大小和结构会发生转变，从而影响其内部的药物释放速度。
人体中不同部分的pH值有所区别，因此pH敏感的自组装纳米结构更容易被用于靶向给药。例如，pH敏感的自组装纳米结构被用来装载和运输治疗癌症的化疗药物，因为肿瘤细胞的pH略低于周围的正常细胞，这样选择性释放化疗药物不仅可以避开其伤害健康组织，也能提高药物的利用率[9-10]。

2.2 温度敏感

应用于靶向给药的温度敏感的纳米粒子通常表现为在低温条件下会完成自组装，当温度满足临界值时，纳米自组装纳米结构在靶细胞给药中的应用由提供海量免费论文范文的www.7ctime.com,希望对您的论文写作有帮助.颗粒的集团会被溶解，从而释放药物。但在现代靶向给药应用中，生物体的温度很难被制约，尽管一些组织或细胞的温度会与其他部位有微小的差别（例如肿瘤细胞比正常细胞温度稍高），但是由于差别过于微小，很难制约药物的释放。因此，如何制约某一部分组织的温度是解决理由的关键。一些科学家尝试着通过利用物理策略（例如超声）去加热靶向组织，并且有很好的效果[10]。论文导读：cee.g.anticanceragent，involvesintroducingphospholipiddispersionliquidandgasintomicrochannelandmixingphospholipiddispersionliquidandgaswithinmicrochannel：UNIVKOBENATCORP（UYKO-Non-standard），WO2012098937-A1.2012.YangYQ，ZhaoB，LiZD，etal.pH-sensitivemicellesself-assemb
3 讨论
本文介绍的靶细胞给药装载纳米材料都有一个共同的性质，即自组装。自组装的作用就是，在溶液中，能够在特定的条件下，由单分子自我组装成一个特殊的纳米结构。应用自组装纳米材料来运输药物的关键在于，纳米材料能够保护药物通过恶劣的人体内环境和免疫系统的攻击，并且在适当的条件下，把药物释放在所需要的组织或者器官。作为一种国际上非常热门的靶细胞给药策略，自组装纳米材料已经通过许多形式体现出了其靶细胞给药的潜力。
理想中的靶细胞给药纳米材料需要具备以下两个关键要素：一是如何在组织和器官中释放药物，确保对靶向细胞有较高的治疗效果。二是如何制约自组装纳米结构内药物的释放才能降低或者避开副作用，这是最重要的。
如果投入临床使用，纳米材料靶细胞给药需要实现有利于药物吸收以及精准运送药物到靶向细胞的效果。十几年来，各种外界刺激敏感纳米材料以及一些多官能纳米粒子在纳米材料靶细胞给药研究领域中得到了广泛应用，如高分子化合物囊泡、脂质体、纳米胶束、纳米管等。常用的外界刺激敏感纳米材料包括酸碱度敏感、温度敏感、电磁敏感以及氧化还原敏感纳米材料。如果纳米材料靶细胞给药投入应用，将会解决许多医学难题，包括广泛应用在一些绝症的治疗，比如说癌症和糖尿病[11]。
由自组装纳米颗粒（如脂质体、聚合物囊泡、球形胶束、自组装纳米管）组成的纳米机构载体是一种飞快发展的高科技纳米材料，它将广泛应用于药物体内运输系统。利用这些纳米材料的性质，可以通过制约它的组装和分解或者是膨胀和收缩来制约装载药物的释放速率。
此外，自组装纳米载体不仅可以使药物在进入目标组织前不释放入体内，还能保护某些药物（如酶、激素、基因等）免受抗体或者体内一些恶劣环境的摧毁[12]。
在不久的将来，自组装纳米材料将广泛应用于现代医学中，并且能够有效的治疗或辅助治疗一些“不治之症”。
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（收稿日期：2013-07-24 本文编辑：张瑜杰）