生長(zhǎng)因子納米載藥系統(tǒng)促進(jìn)組織修復(fù)的研究

胡晨波，彭俊木，鐘偉洋，唐 可，權(quán)正學(xué)

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科，重慶 400016）

生長(zhǎng)因子（growth factor）是一類作用于特定細(xì)胞表面的跨膜受體，可調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、遷移、分化等行為的蛋白質(zhì)，對(duì)人體發(fā)育、代謝具有重大作用。研究表明[1-4]，生長(zhǎng)因子在修復(fù)組織損傷，促進(jìn)血管、骨骼甚至周圍神經(jīng)等組織再生等方面同樣具有廣泛的生物學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景。然而，現(xiàn)有的生長(zhǎng)因子臨床應(yīng)用與理論仍然存在巨大差距，首先，生長(zhǎng)因子作為一種蛋白質(zhì)，在體內(nèi)半衰期較短，在體內(nèi)蛋白酶的作用下，多種生長(zhǎng)因子在進(jìn)入體內(nèi)后迅速失活；其次，直接攝取高劑量的生長(zhǎng)因子對(duì)機(jī)體有一定的毒副作用[5-9]，成為生長(zhǎng)因子類藥物應(yīng)用推廣的“瓶頸”。納米載藥技術(shù)的出現(xiàn)，為克服生長(zhǎng)因子臨床應(yīng)用的局限提供了可能。通過(guò)基于各種人工合成的新型材料的納米載藥系統(tǒng)，生長(zhǎng)因子能夠精準(zhǔn)、持久地釋放于人體特定部位[10]。本文就納米載藥系統(tǒng)的概述及優(yōu)越性、常見納米載藥材料的分類、生長(zhǎng)因子納米載藥系統(tǒng)的應(yīng)用及其不足及改進(jìn)策略作一綜述

1 納米載藥系統(tǒng)的概述及優(yōu)越性

納米載藥系統(tǒng)是粒徑在納米級(jí)的新型微小給藥系統(tǒng)的統(tǒng)稱，通過(guò)納米技術(shù)，以天然或合成的高分子材料作為載體，制成粒徑為1～100 nm 的藥物輸送系統(tǒng)，達(dá)到給藥的目的[11]。納米材料運(yùn)載藥物的方式通常為藥物直接包載在納米載體的骨架中，或藥物通過(guò)共價(jià)連接修飾在納米載體表面[12]。對(duì)于多肽類或核酸類等容易被降解的藥物而言，納米載體不僅不會(huì)降解藥物或降低藥物活性[13]，且納米載體提供的理化屏障能保護(hù)載體中的藥物，減少其降解，延長(zhǎng)其在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間。同時(shí)，通過(guò)不同納米材料的自身性質(zhì)及研究者為達(dá)到研究目的對(duì)載體的特定修飾，納米載藥系統(tǒng)能一定程度地控制藥物的在體內(nèi)的濃度和分布[14]，是藥物控釋及靶向給藥未來(lái)的研究重要之一。納米復(fù)合物目前常用于治療骨缺損的研究，部分研究已經(jīng)轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，獲得了令人滿意的效果[15]。

2 常見納米載藥材料的分類

2.1 基于脂質(zhì)體的載藥系統(tǒng) 脂質(zhì)體（liposome）由親水親脂兩性分子模擬細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成，能夠包載不同形式的藥物，具有可降解、毒性低、生物相容性強(qiáng)等有點(diǎn)，自從1965 年Alec Bangham 及其同事描述了磷脂系統(tǒng)，Gregoriadis 首次提出脂質(zhì)體可用于藥物在體內(nèi)的運(yùn)輸以來(lái)，脂質(zhì)體載藥系統(tǒng)迅速成為了經(jīng)典而常用的載藥系統(tǒng)[16]。利用生長(zhǎng)因子類藥物作為運(yùn)載藥物的實(shí)驗(yàn)研究也證實(shí)了脂質(zhì)體載藥系統(tǒng)的載藥性能。Shields LBE 等[17]利用122 只Wistar 大鼠，通過(guò)拔出其上頜牙，于牙槽中填充不同的物質(zhì)，比較不同載藥材料對(duì)于大鼠牙槽骨缺損修復(fù)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)填充骨形態(tài)發(fā)生蛋白4 脂質(zhì)體或填充TGF-β1的實(shí)驗(yàn)組同期的骨小梁含量和血管數(shù)量均大于用PBS 作為填充的載藥材料的對(duì)照組，表明脂質(zhì)體作為載藥材料運(yùn)載生長(zhǎng)因子能促進(jìn)牙槽骨缺損的修復(fù)過(guò)程。Jeon S 等[18]將重組人表皮生長(zhǎng)因子（recombinant human epidermal growth factor，rhEGF）包封入納米脂質(zhì)體中，測(cè)量其經(jīng)皮釋放性能，透射電鏡和顯微分析結(jié)果顯示粒徑約150 nm 的均質(zhì)球形脂質(zhì)體囊泡通過(guò)增強(qiáng)脂質(zhì)體穿過(guò)皮膚毛孔，增強(qiáng)了重組人表皮生長(zhǎng)因子在鼠皮膚中的滲透和定位。

然而，第一代脂質(zhì)體對(duì)于部分藥物載藥率低下，藥物難以保留在脂質(zhì)體中，且傳統(tǒng)的脂質(zhì)體模型容易被肝、脾等部位的單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)攝取，減弱其治療效果。為此，科研工作者們進(jìn)行了大量的研究改進(jìn)脂質(zhì)體作為載藥材料的性能[19-20]，如將聚乙二醇與脂質(zhì)體連接等。近年來(lái)，刺激響應(yīng)性脂質(zhì)體獲得了科學(xué)界的關(guān)注。刺激響應(yīng)性脂質(zhì)體在體內(nèi)循環(huán)到達(dá)靶向部位后，脂質(zhì)體雙分子層結(jié)構(gòu)或構(gòu)型發(fā)生變化，釋放運(yùn)載藥物，實(shí)現(xiàn)藥物的靶向釋放，提高藥物治療靶向效率，降低藥物不良反應(yīng)[21]。以溫度刺激響應(yīng)脂質(zhì)體為例，在高于體內(nèi)生理溫度的情況下，熱敏脂質(zhì)體從凝膠態(tài)轉(zhuǎn)化為液晶態(tài)，脂質(zhì)體滲透性大幅增加，運(yùn)載藥物從脂質(zhì)體中滲出，從而達(dá)到靶向載藥效果?；诖嗽恚貦磅Ａ字Ｄ憠A（dipalmitoyl phosphatidylcholine，DPPC）以其獨(dú)的熔融相變溫度（41.4 ℃）成為主要的熱敏脂質(zhì)體的主要材料。在核磁共振的引導(dǎo)下，操作者可在檢測(cè)熱量聚焦和藥物濃集的同時(shí)，通過(guò)從外部調(diào)整聚焦溫度從而控制藥物釋放，在載藥領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景[22]。一項(xiàng)以納米脂質(zhì)體水凝膠運(yùn)載bFGF 及牛血清白蛋白的研究顯示[23]，納米脂質(zhì)體載藥系統(tǒng)的平均大小為232 nm，并具有58%的總蛋白包封率，并可增強(qiáng)人臍靜脈上皮細(xì)胞的增殖。脂質(zhì)體納米載藥系統(tǒng)現(xiàn)存的主要問(wèn)題是進(jìn)一步提升載藥效率及克服不飽和脂肪酸脂質(zhì)體在體內(nèi)酶影響下解離。

2.2 基于固體脂質(zhì)納米粒和納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)的藥物運(yùn)載體系 固體脂質(zhì)納米粒（solid lipid nanoparticle，SLN）以固相脂質(zhì)為骨架，加入表面活性劑構(gòu)成的藥物載體。常用的SLN 制備方法有高壓均質(zhì)化、超聲均質(zhì)化、高速均質(zhì)化、溶劑乳化、超臨界流體乳膠萃取、蒸發(fā)或擴(kuò)散等[24-26]。與傳統(tǒng)的脂質(zhì)體載藥系統(tǒng)相比，SLN 載藥系統(tǒng)穩(wěn)定性高，緩釋時(shí)間更長(zhǎng)[27，28]。Silva AC 等[29]曾對(duì)一種SLN 系統(tǒng)開展長(zhǎng)達(dá)2 年的研究發(fā)現(xiàn)，于生產(chǎn)時(shí)的94.9%的包封率相比，在25 ℃和4 ℃下貯存2 年后的SLN 系統(tǒng)包封率分別為91.9%和93.3%，僅有小幅下降，體現(xiàn)了SLN 系統(tǒng)的穩(wěn)定性。自1991 年問(wèn)世以來(lái)，基于不同的原理，各類SLN 載藥策略不斷被設(shè)計(jì)和研究，如抗體介導(dǎo)的SLN、磁性靶向SLN、pH 敏感型SLN、陽(yáng)離子SLN 等[30]。以陽(yáng)離子SLN 為例，Kuo YC 等[31]比較了搭配不同陽(yáng)離子的肝素化SLN 納米微粒運(yùn)載NGF的性能，不僅發(fā)現(xiàn)肝素和NGF 運(yùn)載效率和納米微粒的膽固醇重量百分比增加而增加，與硬脂酰胺相比，以酯季銨鹽為陽(yáng)離子的SLN 載藥系統(tǒng)具有更強(qiáng)的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞生存能力，在神經(jīng)分化過(guò)程中誘導(dǎo)多能干細(xì)胞膜電位的調(diào)控上具有客觀的研究前景。然而，由于主要結(jié)構(gòu)為固體脂質(zhì)，晶體結(jié)構(gòu)也使SLN仍存在結(jié)合率較低、載藥量較小等缺點(diǎn)，同時(shí)不可預(yù)測(cè)的凝膠化趨勢(shì)也是SLN 值得關(guān)注的問(wèn)題。

納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)體（nanostructured lipid carrier，NLC）即在SLN 基礎(chǔ)上在其固態(tài)的核心區(qū)域加入甘油后的改良體系，在載藥性能上繼承了SLN 的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)載藥量更大，其中的液體成分防止了藥物在存貯過(guò)程中的排出，近年來(lái)研究表明NLC 能提高水溶性差的口服藥物的生物利用度，具有廣大的應(yīng)用前景。有研究以甘油二酸酯和油酸以高壓均質(zhì)化后制備得NLC，在將其用于運(yùn)載西利馬林的體外實(shí)驗(yàn)中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)納米顆粒僅10 min 內(nèi)即大量脂解，之后分為脂相、水相和沉淀相3 個(gè)階段，在水相中藥物大量溶解，從而提高了難溶口服藥物的生物利用度，這可能與脂質(zhì)體分解后的消化產(chǎn)物和膽鹽混合而成的分子團(tuán)有關(guān)，表明與益肝靈顆粒和傳統(tǒng)的西利馬林分散片相比，納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)體運(yùn)載藥物的生物利用度分別提高了2.54 倍和3.10 倍[32]。盡管目前并無(wú)證據(jù)顯示NLC 比SLN 具有更低的生物毒性，目前為止，投入市場(chǎng)的NLC 產(chǎn)品數(shù)量也仍然有限[33]，但NLC 所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使其值得在生長(zhǎng)因子載藥中得到進(jìn)一步的關(guān)注。

2.3 基于多聚物的納米藥物運(yùn)載體系 高分子聚合物納米粒由自組裝的雙親聚合物組成。根據(jù)其性質(zhì)分為天然高分子聚合物納米粒和合成高分子聚合物納米粒。常見的聚合物納米粒有殼聚糖、聚乳酸、聚乙醇酸交酯（polyglycolide，PGA）、聚乳酸-羥基乙酸共聚物[poly（lactic-co-glycolicacid），PLGA]等。聚合物納米粒已在化療藥物載藥、疫苗載藥、基因藥物載藥方面得到長(zhǎng)期應(yīng)用，其中PLGA 作為一種新型人工合成的高分子聚合物，具有在生物體內(nèi)可降解、藥物相容性好、降解產(chǎn)物毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)，已通過(guò)FDA 批準(zhǔn)，成為納米載藥系最常用的材料之一。Chereddy KK 等[34]運(yùn)用PLGA 運(yùn)載血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子治療糖尿病小鼠，研究發(fā)現(xiàn)與單獨(dú)使用血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子相比，PLGA 納米微粒在mRNA 水平上調(diào)了VEGFR2 基因的表達(dá)，小鼠傷口肉芽腫形成過(guò)程中膠原蛋白更多，上皮化程度和血管生成程度更高，表現(xiàn)了PLGA 納米微粒在傷口愈合中的強(qiáng)大載藥潛力。另有研究表明[35]，一種含有帶正電荷的重組人bFGF 和帶負(fù)電荷的海藻酸鈉的多離子復(fù)合物PLGA 納米片，在相同促進(jìn)小鼠傷口肉芽增生和血管生成的情況下，納米片的bFGF 處理劑量?jī)H約為傳統(tǒng)噴霧治療所用bFGF 劑量的1/20。

殼聚糖是甲殼素脫乙酰基的衍生物，廣泛存在于甲殼動(dòng)物的外殼和高等植物的細(xì)胞壁中，具有良好的生物相容性、生物可降解性，甚至抗菌活性[36]，既可以單獨(dú)運(yùn)用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)的修復(fù)，也可作為多聚物材料以多種形式運(yùn)用于藥物控釋。有研究將運(yùn)載骨形態(tài)發(fā)生蛋白2 的殼聚糖-三聚磷酸酯（chitosan-tripolyphosphate）納米微粒覆蓋于鈦合金材料上，在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)中都檢測(cè)到了骨形態(tài)發(fā)生蛋白2 良好的生物活性[37]。除納米微粒外，殼聚糖還可以海綿、凝膠、薄膜、甚至支架等多種形式運(yùn)用于藥物運(yùn)載和組織工程[38，39]。然而，目前對(duì)于殼聚糖運(yùn)載藥物的體內(nèi)研究較少，同時(shí)，殼聚糖的制備多來(lái)源于甲殼類動(dòng)物（如蝦、蟹、昆蟲）的外殼乙酰化。對(duì)殼聚糖提取純度、雜質(zhì)種類及含量、安全性的要求尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，其制作方式也有改進(jìn)的空間[31]。

2.4 基于蛋白質(zhì)的納米藥物運(yùn)載體系 蛋白質(zhì)作為載藥材料的出現(xiàn)晚于脂質(zhì)體和多聚物，但蛋白質(zhì)納米微粒制備簡(jiǎn)便，溶解產(chǎn)物為氨基酸，再利用性強(qiáng)，同時(shí)由于蛋白質(zhì)微粒的帶電荷氨基酸多，可攜帶更多種類的蛋白質(zhì)藥物。蛋白質(zhì)納米微粒的載藥策略主要有自組裝和解溶劑化兩種方式。常用的蛋白質(zhì)材料有白蛋白、乳球蛋白、魚精蛋白、白明膠、麩朊、豆球蛋白等，其中以白蛋白作為材料的載藥體系最引人關(guān)注。

Sun H 等[40]研究發(fā)現(xiàn)，卵清蛋白（ovalbumin）作為添加劑保護(hù)神經(jīng)生長(zhǎng)因子的性能要優(yōu)于PEG、牛血清蛋白和葡萄糖；在體外實(shí)驗(yàn)中，由于卵清蛋白的保護(hù)作用，實(shí)驗(yàn)第10 天時(shí)神經(jīng)生長(zhǎng)因子能保持高于80%的活性，即使在28 d 后也能保持40%的活性。Zhang S 等[41]將聚乙烯亞胺覆蓋于牛白蛋白納米微粒上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)聚乙烯亞胺可以控制骨形態(tài)發(fā)生蛋白從納米微粒中釋放，但并沒(méi)有促進(jìn)新生骨形成及增加骨形態(tài)發(fā)生蛋白的運(yùn)載量，但減少聚乙烯亞胺用量之后，骨形成效應(yīng)增強(qiáng)，推測(cè)可能是聚乙烯亞胺在體內(nèi)的積聚增強(qiáng)了納米微粒的毒性，影響了新骨的生成，而進(jìn)一步優(yōu)化納米載藥系統(tǒng)，可減輕聚乙烯亞胺的毒性作用。Zhang S 等[42]后續(xù)研究中將PEG與聚乙烯亞胺聯(lián)合覆蓋于牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BSA)納米微粒上，與單純覆蓋聚乙烯亞胺的BSA 納米微粒對(duì)比，雖然7 d 后的藥代動(dòng)力學(xué)檢測(cè)PEG-PEI 聯(lián)合覆蓋的納米微粒所剩余的骨形態(tài)發(fā)生蛋白2 較PEI 覆蓋的牛血清白蛋白納米微粒中骨形態(tài)發(fā)生蛋白2 剩余量低，但前者誘導(dǎo)新骨形成的作效應(yīng)遠(yuǎn)較后者明顯。Li L 等[43]以牛血清白蛋白為原料研發(fā)出納米粒子嵌入式電紡納米支架，用其運(yùn)載骨形態(tài)發(fā)生蛋白2 和地塞米松，體外實(shí)驗(yàn)可檢測(cè)到骨形態(tài)發(fā)生蛋白2 釋放時(shí)長(zhǎng)可長(zhǎng)達(dá)35 d，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示運(yùn)用納米纖維支架的實(shí)驗(yàn)組顱骨修復(fù)程度與空白對(duì)照組相比明顯提升。

2.5 其他用于納米載藥系統(tǒng)的生物材料 介孔二氧化硅（mesoporous silica）是一種無(wú)機(jī)材料，其顆粒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，生物相容性優(yōu)良。自從Kresge CT 等[44]首次報(bào)道了M41S 有序介孔二氧化硅家族以來(lái)，介孔二氧化硅在載藥領(lǐng)域得到了日漸深入的研究。與其他載藥材料相比，介孔二氧化硅的主要優(yōu)勢(shì)有：介孔二氧化硅的多孔結(jié)構(gòu)，使其具有高比表面積，能攝取更多的藥物[45]；通過(guò)改變孔徑等參數(shù)或在其表面進(jìn)行多聚物修飾等方法，可明顯改善藥物釋放的性能。但同時(shí)有研究表明二氧化硅顆?？梢鹦∈蟾闻K的炎癥、壞死等反應(yīng)，甚至引起子代的并發(fā)癥，其中Yamashita K 等[46]將二氧化硅和二氧化鈦納米微粒靜脈注射入懷孕小鼠體內(nèi)后，在胎盤及胎鼠的肝、腦中均發(fā)現(xiàn)了納米微粒，且經(jīng)過(guò)納米微粒注射后的孕鼠子宮和胎鼠均較未經(jīng)處理的對(duì)照組小鼠的子宮和胎盤小。Fu C 等[47]研究也發(fā)現(xiàn)，將注射的二氧化硅納米微粒的表面用氨基和羧基修飾后，上述毒副反應(yīng)可以消失。以上研究都為進(jìn)一步降低二氧化硅作為載藥材料的毒副作用提供了思路。

磁性材料為納米載藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了新思路?；诖判约{米微粒的載藥系統(tǒng)多以金屬或金屬氧化物為材料，可在體外磁場(chǎng)的作用下，到達(dá)特定靶器官或靶細(xì)胞，其特異性高，在影像診斷、組織工程、生物傳感等領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮骩48-51]。磁響應(yīng)復(fù)合支架調(diào)控生長(zhǎng)因子釋放的前景廣闊，甚至磁性材料可運(yùn)用于組裝、構(gòu)建復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)[52，53]。在展現(xiàn)出如此強(qiáng)大性能的同時(shí)，以金屬氧化物為材料的納米微粒在體內(nèi)作用產(chǎn)生的副反應(yīng)也不容忽視，其在體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧可引起DNA 損傷、線粒體功能受損、染色體收縮、凋亡小體形成等一系列不良反應(yīng)，對(duì)磁性納米微粒在機(jī)體內(nèi)代謝、清除、免疫反應(yīng)和毒性展開研究有助于預(yù)測(cè)納米毒性[51，54]。Wang Q 等[55]研究了聚丙烯酸（PAA）-鈷-3-（二乙胺）-丙胺（DEAPA）磁鐵礦納米粒子（PAMNPs）的生物特性，研究表明聚丙烯酸（PAA）-鈷-3-（二乙胺）-丙胺（DEAPA）磁鐵礦納米粒子主要分布在肝臟和血液中，在血漿中半衰期為3.77 h。在小鼠體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)中，納米粒子可迅速代謝，且未引起任何毒性或不良反應(yīng)[56，57]，提示磁性納米微粒表面包覆其他材料可能是一種可行的降低毒性的方法。目前，磁性納米材料在體外調(diào)控表皮組織、血管組織、骨骼肌組織甚至肝臟組織按照特定結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)已經(jīng)得到了滿意的結(jié)果[58]，磁性納米材料將是未來(lái)組織修復(fù)及組織工程中熱門材料之一。

3 生長(zhǎng)因子納米載藥系統(tǒng)的應(yīng)用-以骨組織修復(fù)重建為例

骨骼修復(fù)再生，是組織修復(fù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)、難點(diǎn)[59]。骨不連是臨床上常見的疾病，創(chuàng)傷后的骨折不愈合增加了患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，給患者健康和生活帶來(lái)嚴(yán)重危害，因此骨不連的治療具有重要臨床意義。隨著目前臨床交鎖髓內(nèi)釘、外固定支架、帶血管蒂骨瓣移植等治療骨不連的手術(shù)方式逐漸成熟[60]，對(duì)于骨組織的基礎(chǔ)研究，尤其是骨組織修復(fù)重建的研究成為新型骨不連治療方式的突破口。生長(zhǎng)因子在骨骼修復(fù)重建過(guò)程中起到重要作用。骨折后，骨形態(tài)發(fā)生蛋白誘導(dǎo)骨骼生成，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)骨折部位血管生成，而血小板衍生因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子和β 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子調(diào)控骨細(xì)胞增殖分化[61，62]。傳統(tǒng)的支架材料可提供良好的彈性模度，有利于細(xì)胞粘附，同時(shí)其多孔結(jié)構(gòu)可促進(jìn)細(xì)胞增殖，但難以調(diào)控細(xì)胞進(jìn)一步分化。為提高生長(zhǎng)因子藥物促進(jìn)成骨的效率，降低不良反應(yīng)，支架結(jié)合納米微粒組合成的生長(zhǎng)因子載藥系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生[63-65]。

目前關(guān)于促進(jìn)成骨的納米載藥系統(tǒng)以運(yùn)載BMP-2 為主，并且多以肝素作為穩(wěn)定劑，但同樣有大量運(yùn)用納米載藥系統(tǒng)運(yùn)載自體間充質(zhì)干細(xì)胞的研究[66-68]。Crasto GJ 等[69]研制出新型納米脂質(zhì)體，該脂質(zhì)體通過(guò)超聲刺激釋放BMP-2，將該脂質(zhì)體裝入可吸收膠原海綿，一同植入小鼠股二頭肌中，經(jīng)超聲刺激后，通過(guò)微量CT 及組織切片等方式，證實(shí)了納米載藥系統(tǒng)在體內(nèi)良好的成骨活性及控釋過(guò)程中的安全性。Ma C 等[70]也利用自行設(shè)計(jì)的注射用納米微球纖維顆粒運(yùn)載BMP-2 成功修復(fù)了大鼠顱骨缺損。

4 納米載藥系統(tǒng)的不足及改進(jìn)策略

4.1 納米載藥系統(tǒng)運(yùn)載生長(zhǎng)因子類藥物目前問(wèn)題 雖然目前的納米載藥材料研究取得一定進(jìn)展，能解決傳統(tǒng)給藥途徑的部分缺陷，但用運(yùn)載生長(zhǎng)因子類藥物的納米載藥系統(tǒng)仍存在以下問(wèn)題，如相關(guān)研究過(guò)少，現(xiàn)有大部分研究仍然主要聚焦于納米載藥材料在腫瘤診斷、治療領(lǐng)域的應(yīng)用，將納米微粒用于運(yùn)載生長(zhǎng)因子類藥物的研究相對(duì)較少，尤其是各種新型納米材料，其性質(zhì)尚處于研究階段，將其用于運(yùn)載生長(zhǎng)因子的相關(guān)研究則更少。同時(shí)，納米載藥系統(tǒng)本身尚存的不足也給新型載藥材料的應(yīng)用帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

目前所研究的納米微粒于體內(nèi)具體作用機(jī)制仍不確切，具有潛在毒性、致癌性及致畸性，隨著納米微粒在體內(nèi)生物聚集，其對(duì)于人體的風(fēng)險(xiǎn)可能隨之增加。除介孔二氧化硅以外，Knudsen KB 等[71]以小鼠作為研究對(duì)象，研究陽(yáng)離子聚合物及脂質(zhì)體納米微粒的毒性時(shí)發(fā)現(xiàn)，給小鼠靜脈注射陽(yáng)離子膠束和脂質(zhì)體后，小鼠肺、脾臟中的DNA 鏈斷裂明顯增加。目前國(guó)際上并無(wú)統(tǒng)一的納米材料對(duì)人體的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)[72]，因此納米材料的安全性尚需更多理論依據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及循證醫(yī)學(xué)證據(jù)以進(jìn)行評(píng)估。

此外，納米微粒作用于生物體內(nèi)的過(guò)程中仍然普遍存在靶器官靶組織內(nèi)濃度不高等問(wèn)題。多項(xiàng)體外研究表明大多數(shù)納米微粒直徑在10～60 nm 時(shí)，表現(xiàn)出最大的細(xì)胞攝入量。在生物機(jī)體內(nèi)部，情況則更為復(fù)雜，一方面直徑過(guò)?。ǎ?0 nm）的納米微粒容易被腎臟的濾過(guò)屏障濾過(guò)并隨尿排出，難以在生物體內(nèi)特定區(qū)域聚集，而直徑過(guò)大的納米微粒（＞200 nm）則會(huì)激活補(bǔ)體系統(tǒng)，沉積在肝臟和脾臟中[73]。因此，在未能完全保證納米藥物的安全性之前，目前納米材料運(yùn)載生長(zhǎng)因子的研究體外實(shí)驗(yàn)占多數(shù)，大多數(shù)體內(nèi)研究也局限于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ碗A段[74]，且臨床試驗(yàn)可能得到與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)不完全一致的結(jié)果[75]。

4.2 納米載藥系統(tǒng)的改進(jìn)策略 面對(duì)現(xiàn)今納米材料臨床應(yīng)用的局限性，新型納米材料的設(shè)計(jì)，尤其是納米材料相關(guān)性質(zhì)的研究或?qū)⒊蔀楦淖儸F(xiàn)狀的突破口。隨著材料學(xué)不斷的發(fā)展，納米微粒的設(shè)計(jì)和修飾受到越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注。即使是同一納米材料，通過(guò)改變其大小、形狀等性質(zhì)，也會(huì)有不同的生物效應(yīng)。細(xì)絲狀的納米多聚物分子團(tuán)在循環(huán)中的有效期可長(zhǎng)達(dá)多于1 周，遠(yuǎn)高于與之對(duì)比的球狀納米微粒的有效期[76]（2～3 d）。而將傳統(tǒng)的納米載藥系統(tǒng)加以修飾，也可顯著提高納米微粒的性能[77]。多種材料聯(lián)合應(yīng)用也是納米載藥系統(tǒng)的改進(jìn)策略之一。利用多種納米材料的特性，可以克服單一納米材料的不足，有極大的研究?jī)r(jià)值及可行性，目前已經(jīng)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中獲得了滿意的效結(jié)果[78-80]。

5 總結(jié)

納米載藥系統(tǒng)延長(zhǎng)了藥物在體內(nèi)的作用時(shí)間，調(diào)控了藥物在體內(nèi)特定器官及組織釋放，達(dá)到了藥物緩釋劑靶向載藥的目的，且新型納米載藥系統(tǒng)的研發(fā)也取得了眾多成果。但延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)循環(huán)時(shí)間、實(shí)現(xiàn)特定部位靶向聚集只是新型納米載藥材料所需特性的一部分，將載藥材料轉(zhuǎn)化為臨床成果更需考慮材料學(xué)、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等各方面因素。未來(lái)，進(jìn)一步研究納米材料在不同組織中作用效率的差異，探究生長(zhǎng)因子修復(fù)組織的分子機(jī)制也將為生長(zhǎng)因子載藥體系的構(gòu)建提供新的思路，從而為損傷修復(fù)和組織再生提供新工具、新方法。