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生物纳米技术作为药物传递系统

*通信:

Ahmad U，印度勒克瑙Integral大学药学院助理教授，电话:9554333085;电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

科技发展医疗保健在过去十年一直是人们关注的焦点。纳米治疗平台的兴起在对抗癌症等致命疾病方面取得了最新进展。人们已经对脂质体、纳米乳剂、树状大分子和胶束等纳米技术系统进行了大量研究，最近碳纳米管和量子点因其治疗和诊断能力而受到关注。大多数这些系统被用来提高某些溶解度和生物利用度药物在某种程度上，还有瞄准能力。然而，在这些系统中使用的纳米材料的毒理学和环境问题已经引起了研究人员的警惕，从而迫使研究人员寻找新的途径来交付药物到目标站点。在这十年里，仿生和仿生学有了急剧的发展药物输送系统。仿生平台模仿体内的自然成分，使其在输送药物时更加安全有效。

关键字

纳米;仿生学研究;仿生;药物输送

简介

自几十年前引入纳米技术以来，它已经为环境保护提供了有希望的解决方案医疗保健行业。纳米技术已广泛应用于诊断和治疗目的。平台脂质体［1]，树状分子[2]、纳米乳剂[3.]，胶束[4]，以及碳纳米管[5已被有效地用于治疗癌症。这些系统还提供了将与之相关的缺陷最小化的优势药物比如溶解性，稳定性和生物利用度。纳米技术已触及生活的各个领域，包括食品和化妆品行业[6］．这一成功在科学界得到广泛认可，每天都有新的应用。然而，一些研究人员对体内纳米材料的毒性提出了真正的担忧[7］．由于纳米颗粒的尺寸非常小，它们可以深入组织和细胞。调查人员对此表示担忧消除从尸体上。一些研究表明，无机纳米材料沉积在组织深处，对人体产生严重的副作用。在纳米配方中使用有机和可生物降解物质在一定程度上减少了这个问题。然而，一个完整、安全、可靠的方法是成功给药的必要条件。这就是生物动力输送系统的重要性所在。有人观察到，模仿自然的方式运输物质和细胞在体内可以帮助增强药理活性和减少不可避免的副作用相关药物［8］．

生物激发的递送系统的发展

先进的药物输送系统就像一台超级计算机。它提供了“硬件”和“软件”组件，控制药物的处理和管理，调节局部或全身释放，还能感知药物在到达作用位点的过程中所经过的微环境。仿生药物输送系统的设计与不断在体内运输的生物分子相似。Biomimetic最近被定义为一个新兴的科学领域，包括研究大自然如何设计、处理和组装/拆卸分子构建块，以制造高性能软材料和矿物聚合物复合材料，然后应用这些设计和过程来设计具有独特性能的新分子和材料[9］．生物分子，如红细胞、细菌幽灵和基因工程的茎和树突细胞已被广泛使用和接受药物输送目的(10］．它们独特的性质使它们适合于体内研究。例如，重新密封的红细胞已被广泛用于纳米颗粒的递送。药物可被纳入红细胞核心内或附着于表面，以成功输送药物[10-12］．细菌利用纤毛和鞭毛丝附着在人体粘膜上。细菌的这种独特性质可以应用于黏液胶粘剂药物输送纳米粒子[13］．类似的灵感已经从魔术贴一样的钩环紧固件、壁虎启发的(基于几何的)粘合剂和贻贝粘合蛋白中获得成功药物输送［14］．

通过生物机制传递的药物往往在人体内停留更长的时间，并发展出独特的策略来逃避宿主的免疫系统[15-16］．用于开发生物给药系统的细菌是非致病性的，通常被认为是安全的(GRAS)。其中包括Lactococcus lactis用于蛋白质生产和链球菌gordonii有能力在口腔、鼻腔及阴道的粘膜表面定植[17-18］．除了生产细胞因子而酶[19]减毒致病菌也被用于靶向肿瘤[20.］．同样，研究人员开发了一种被称为“微型机器人”的纳米机器，它基本上是细菌，用于装载纳米颗粒，以便成功地将其运送到所需的位置[21］．

另一种受生物学启发的分子是类病毒粒子(VLP)。这些病毒衍生粒子是衣壳或包膜蛋白的自组装粒子，大小和形态均质，由于缺乏遗传物质而无传染性[22］．病毒就像粒子被纳入脂质体(称为病毒体)用于疫苗递送。siRNA，核酸，肽和/或蛋白质，以及抗肿瘤药物也可以载入吗病毒颗粒用于运送到目标地点。工业病毒颗粒是否能轻松制造出相对的低成本(23］．

不同的身体细胞比如红细胞、干细胞、巨噬细胞和树突细胞细胞已积极研究各种生物医学应用。红色的血细胞红细胞具有长时间循环和输送氧气的能力，这是由于它们独特的形状、机械性能和表面上存在的自我标记。红细胞可用于连续释放药物进入循环系统还是有针对性的药物输送到特定的器官。由于其循环时间长(约120天)，释药速度慢，已被广泛用于靶向给药药物［23］．

巨噬细胞是免疫系统的重要组成部分。这些也可以用于药物的输送。这些具有吞噬纳米颗粒的优势，并作为“特洛伊木马”重新注射到体内进行治疗输送[24］．

另一种生物传递系统是将淋巴细胞作为治疗药物载体。药物可以偶联到B细胞和T细胞表面。在B项研究中细胞和T细胞用聚电解质多层贴片进行接枝，这些贴片是圆盘状的薄聚合物薄膜，厚度约300纳米，直径数微米，具有细胞粘附表面，以使细胞附着，称为“细胞背包”[25］．

阀杆细胞已广泛应用于遗传物质的体内传递。现在它们也被用于纳米颗粒的递送。Roger等人已经证明，非转化，非永生的成人间充质干细胞细胞能够内化聚合物和脂质纳米颗粒，而不影响间充质干细胞的活力、分化或向脑肿瘤迁移的能力[26］．

结论

生物启发的发展药物输送系统是一个迅速兴起的领域。细菌，病毒，淋巴细胞，巨噬细胞和干细胞细胞已被广泛研究用于药物输送。自然启发的结构，模仿体内细胞器可以开发成功的交付药物在人体内。

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