无载体纳米药物:创新递送系统与临床应用前景

企业   2024-11-20 07:35   上海  

无载体纳米药物凭借其高达100%的药物载药量和无需惰性载体的特点,正成为疾病治疗领域的一颗新星。这种创新药物递送系统通过药物分子间的非共价相互作用,如疏水相互作用、π−π堆叠等,实现自组装,形成稳定的纳米结构。在治疗癌症、炎症、缺血性中风等多种疾病中展现出巨大潜力。在2024年,《生物化学与生物物理进展》(Progress in Biochemistry and Biophysics)杂志发表了关于无载体纳米药物的深入研究,全面探讨了这一领域的最新进展1

无载体纳米药物介绍

无载体纳米药物是一种创新的药物递送系统,它们通过药物分子间的非共价相互作用,如疏水相互作用、π−π堆叠、氢键、静电力和配位相互作用,实现自组装形成稳定的纳米结构2。这种设计具有高载药量(可达100%),避免了传统载体可能引起的毒性问题,同时简化了合成过程2
无载体纳米药物在提高药物的水分散性、生物稳定性,延长血液循环时间,并减少非靶向毒性方面具有显著优势2。此外,无载体纳米药物在抗肿瘤、抗菌、抗炎和抗氧化等生物医学领域展现出广泛的应用潜力。然而,无载体纳米药物在临床应用中仍面临组装过程不可预测、递送效率不足等挑战3
未来的研究将聚焦于优化设计、提升递送效率,并确保药物的安全性和有效性3。例如,通过引入聚合物(如PEG、壳聚糖、PDA、PVA等)、小分子以及红细胞膜等策略,可以提高无载体纳米药物的稳定性和血液循环时间2。同时,通过引入活性靶向分子,如透明质酸、叶酸等,可以提高其在肿瘤部位的积聚和细胞内化效率2
此外,无载体纳米药物的自组装技术包括“自下而上”和“自上而下”的方法,其中“自下而上”的方法如纳米沉淀、模板辅助再沉淀、薄膜水化、配位驱动的自组装和超临界流体技术,而“自上而下”的方法如媒体研磨和高压均质化。这些技术的发展为实现精确药物递送和提高治疗效果提供了新的可能性3。 


无载体纳米药物制作工艺


无载体纳米药物的制备通常涉及高压均质技术,这是一种物理方法,通过施加高压力使药物颗粒在通过狭窄通道时受到剪切力、冲击力和空化效应,从而达到减小粒径和增大比表面积的目的4。以阿霉素为例,其无载体纳米药物的制备过程涉及将阿霉素溶解在柠檬酸钠溶液中,并通过超声辅助混合均匀。随后,混合溶液在室温下避光反应一段时间,以促进药物分子间的自组装。反应完成后,通过高速离心和洗涤步骤来分离和纯化形成的纳米药物,最后通过冷冻干燥得到最终产品。
在高压均质的具体操作中,虽然具体的参数如压力、均质次数和流体温度等未在搜索结果中明确给出,但这些参数的选择对纳米药物的最终质量和性能至关重要。通常,均质压力可能在几百到几千巴之间,均质次数可能需要多次以达到所需的粒径分布,而流体温度则需要控制在一定范围内以避免药物分解4。这些参数需要根据药物的物理化学性质和所需的最终粒径大小进行优化,以实现最佳的制备效果。 




无载体纳米药物临床应用

在临床应用方面,无载体纳米药物展现出了显著的优势。不仅提高了药物的水溶性和生物稳定性,延长了血液循环时间,还减少了非靶向毒性。此外,无载体纳米药物在癌症、炎症、缺血性中风、动脉粥样硬化、脂肪肝和骨质疏松症等多种疾病的治疗中显示出潜力。例如,通过自组装形成的纳米药物可以用于荧光成像、磁共振成像(MRI)、化疗、光动力疗法(PDT)、光热疗法(PTT)、放射疗法、免疫疗法、基因疗法和组合疗法等。

用于疾病治疗的基于不同原料药的无载体纳米药物

然而,无载体纳米药物的临床转化仍面临挑战,包括不可预测的组装过程、递送效率不足和体内命运不明确等问题。为了克服这些挑战,未来的研究需要聚焦于阐明组装机制、优化药物筛选和可扩展的制备过程,以及明确药物动力学特征和协同治疗机制。此外,还需要提高药物在生理条件下的稳定性,防止不希望的药物泄漏,增强靶向和有效递送到疾病病变部位的能力,最小化不良反应,并排除不可预测的免疫原性。
无载体纳米药物的制备方法包括“自下而上”的方法(如纳米沉淀、模板辅助再沉淀、薄膜水化、配位驱动的自组装和超临界流体技术)和“自上而下”的方法(如媒体研磨和高压均质化)。这些方法为无载体纳米药物的制备提供了多样化的选择,并为未来的药物递送系统开发提供了新的思路。 

展望

无载体纳米药物的未来发展充满希望,它们在提高治疗效果和减少副作用方面展现出巨大潜力。随着制备技术的不断优化和临床试验的深入,这些纳米药物有望在多种疾病治疗中发挥关键作用。未来的研究将集中在提高药物的稳定性和靶向性,以及开发更安全、更有效的递送系统。此外,通过跨学科合作,无载体纳米药物的设计和应用将更加精准,为患者带来更多的治疗选择。随着技术的进步和成本的降低,无载体纳米药物有望成为临床上的常规治疗手段,为全球健康事业做出重要贡献。


参考文献:

1. Fang F, Chen X. Carrier-Free Nanodrugs: From Bench to Bedside. ACS Nano. 2024;18(35):23827-23841. doi:10.1021/acsnano.4c09027

2. An J, Zhang Z, Zhang J, Zhang L, Liang G. Research progress in tumor therapy of carrier-free nanodrug. Biomed Pharmacother. 2024;178:117258.

3. 陈婷婷, 程浩艳, 李震, et al. 自组装无载体纳米药物的研究进展. 生物化学与生物物理进展. 2022;49(12):2278-2291. http://pibbcn/article/abstract/20220227

4. 刘磊. 双嘧达莫纳米混悬剂的制备与药物溶出研究. 西北药学杂志. Published online 2021.



药物递送
专注药物递送技术和高端制剂,分享相关知识,做一个有态度、有温度、有深度的科普号,愿分享的内容对你有所帮助。
 最新文章