刺激响应型智能纳米递药系统的研究进展

开发高效、绿色农药制剂以最大限度地减少化学残留和环境污染,对于确保粮食和生态安全至关重要。纳米技术的发展为农业绿色农药制剂的创制提供了策略,科研人员设计了一系列针对病虫草害引发的病理环境和体外物理刺激的智能响应型金属或无机纳米载体,该类载体可以通过响应动植物体内pH、活性氧(reactive oxygen species, ROS)、氧化还原条件等内源性变化或者温度、光照等外部刺激,来实现药物的精准可控释放,并提高对病虫草害的防治效率。本文从内源性刺激响应、外源性刺激响应和多重刺激响应3个方面综述了当前农业领域智能响应型纳米递药系统的研究进展,对智能响应型纳米递药系统的功能设计、作用特点及效果进行了介绍,以期为农药/核酸类药物及其递送系统的研究提供参考。未来智能响应型纳米递药系统将会作为一种有前途的方式,提高药剂的利用率,实现药剂的靶向释放。

内源性粒细胞集落刺激因子对非小细胞肺癌化疗后白细胞的影响

目的探讨非小细胞肺癌(non small cell lung cancer,NSCLC)患者化疗前后白细胞的变化与患者内源性粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor,G-CSF)的关系。方法共入选NSCLC患者94例,其中71例接受化疗(试验组),23例因为经济原因拒绝化疗或者行手术治疗者(对照组),试验组分别在化疗前第一天与化疗后第六天采血,对照组采血的时间与试验组同步,检测化疗后白细胞计数及G-CSF水平。结果①71例接受化疗的患者化疗后白细胞计数低于化疗前,G-CSF值较化疗前下降,差异有统计学意义(P<0.05)。②进一步分析显示,化疗后白细胞下降组患者G-CSF基础水平明显低于白细胞正常组、白细胞升高组和对照组的G-CSF水平,差异有统计学意义(P<0.05)。③接受化疗的71例患者中,白细胞下降者30例,该组化疗后的血清G-CSF水平[(0.034±0.0279)ng/ml]明显低于化疗前[(0.889±0.049)ng/ml],差异有统计学意义(P<0.05)。④相关分析研究结果显示,化疗后白细胞计数与内源性G-CSF表达水平的相关系数r为0.265,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 NSCLC患者化疗所致的外周血白细胞下降与患者内源性G-CSF的基础水平有关,而且呈正相关。

刺激响应型经皮给药系统的研究进展

刺激响应型经皮给药系统可实现药物的特异性释放,提高药物的利用率。按照刺激方式的不同可将该类制剂分为内源性刺激响应型、外源性刺激响应型和联合刺激响应型经皮给药系统。其中,内源性刺激响应型经皮给药系统可通过载体材料对病变部位温度、pH等改变作出特异性响应,从而将药物递送至靶部位;外源性刺激响应型经皮给药系统可利用光、热、磁、电等外部刺激使载体材料发生相变,进而实现药物的递送;联合刺激响应型经皮给药系统则是结合2种或2种以上的刺激响应型经皮给药系统,如温度-pH双响应型给药系统等。目前,刺激响应型经皮给药系统的相关研究多处于实验阶段,未来还需更深层次的稳定性、毒性及皮肤刺激性评估,为临床应用奠定理论基础。

智能响应型纳米载体用于核酸类药物递送的研究进展

核酸类药物可以直接对特定蛋白表达相关基因进行调控,同时因其序列设计简单、合成修饰方便、作用机制明确,已受到越来越多的关注,且有望成为肿瘤治疗等领域最有前景的药物之一。然而,核酸类药物必须依赖有效载体才能克服自身局限性以及各种跨膜障碍进而发挥疗效。目前,非病毒核酸类递送载体多存在转染效率较低的缺点,为此,研究者们设计了一系列针对体内病理环境和体外物理刺激的智能响应型纳米载体,该类载体可通过响应体内pH、氧化还原条件等特定变化或者温度、光照、超声波、磁场等外部刺激,来实现核酸类药物的精准调控释放,并提高其在靶细胞内的转染效率,降低其对正常组织和细胞的毒副作用。本文综述了当前智能响应型纳米载体在核酸类药物递送领域的研究进展,对智能响应型核酸类药物载体的功能设计及作用特点进行了介绍,以期为核酸类药物及其递送系统的研究提供参考。

细胞微环境原位聚合反应在生物医学中的研究进展

生物大分子都是通过小分子模块在细胞内聚合而成的,生物分子在细胞内的聚合反应在控制细胞功能方面发挥着重要作用。因此,将聚合反应从实验室烧瓶转移到细胞微环境中,通过化学反应合成非天然聚合物,有望成为调节细胞功能的一个强大而通用的工具。由于人工合成的非天然聚合物具有多样性和可调性,细胞微环境内的原位聚合反应可能为理解、分析和调节细胞功能带来巨大的可能性,在生物医学领域中具有巨大的潜力。本综述重点阐述了外源或内源性刺激(如光、谷胱甘肽、活性氧、酶等)在细胞微环境中引发的原位聚合反应机理,简单介绍了细胞微环境中的原位聚合在抗肿瘤治疗、神经修复以及抗菌领域的应用。最后,探讨了原位聚合面临的挑战,并展望了其未来的发展方向。

基于上转换荧光纳米材料的智能响应药物系统在肿瘤治疗中的应用

上转换荧光纳米粒子具有优异的理化性质,如稳定的发光性能、可调的发射光谱及相对较低的生物毒性,使其在肿瘤治疗领域展现出较好的应用前景.但是很多上转换纳米粒子介导的肿瘤治疗在可控性及选择性方面仍存在不足,无法有效减小对正常组织的损伤,从而阻碍了其在肿瘤治疗中的进一步发展.合理的结构设计和功能化组装,可以构建上转换纳米粒子智能响应系统.这不仅弥补了传统肿瘤治疗的缺陷,也为开发具备可控性和选择性的肿瘤治疗方案提供了新的思路.本文主要对上转换纳米粒子智能响应药物系统的刺激因素及构建方式进行简要的分析,同时总结了它们在肿瘤治疗中的应用和研究现状,并在此基础上对它们在未来肿瘤治疗中的挑战进行了分析和展望.

可控释放一氧化碳的纳米材料及其生物医学应用

一氧化碳(CO)是一种内源性气体信使分子,具有广泛而复杂的生理学功能.CO分子的生理学效应与其浓度、位置和作用时间密切相关.而现有的一氧化碳供体普遍存在着稳定性较差,剂量难以把控,缺乏靶向性以及对正常细胞和组织器官具有潜在的毒副作用等问题,限制了其进一步的应用.随着纳米科学技术的迅速发展,国内外研究者们构建出一系列能够实现可控释放CO的多功能纳米材料,并将其用于生物医学领域.结合纳米材料自身独特的性能优势,分类介绍了多种内源性/外源性刺激响应型CO控释纳米材料,并概述了可控释放CO的纳米药物在抑制炎症反应、抗菌和肿瘤治疗等生物医学领域的应用,最后对CO控释纳米材料在生物医学领域面临的挑战和发展前景进行了总结和讨论.