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e-ISSN: 2347 - 7857 p-ISSN: 2347 - 7849

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纳米药物输送系统——一个迷你回顾

Avinash Guptha*

玛丽理工学院和科学、Keesara Telangana、印度海德拉巴。

*通讯作者:
Avinash Guptha
玛丽理工学院和科学、Keesara Telangana、印度海德拉巴

收到:2015年5月10日接受:2015年6月11日

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介绍

向目标站点提供治疗性化合物在治疗多种疾病是一个值得注意的问题。传统药物的应用特点是有限的有效性,可怜的生物分布,缺乏选择性[1 - 5]。可以克服这些限制,支持控制药物输送在控制药物输送系统(DDS)药物运送到行动的地方,因此,对重要的组织的影响和不受欢迎的副作用可以最小化。(6 - 10)

另外,DDS盾牌从快速退化或间隙,提高药物治疗药物浓度在目标组织,沿着这些线路,低剂量的药物有义务。(11 - 15)时这种先进的治疗尤为重要,有差异或集中的药物及其剂量治疗的结果。(15 - 20)

细胞——可以通过附加特定的靶向药物来单独设计的航空公司。后期的改善纳米技术表明纳米颗粒(小于100纳米结构至少在一个维度)有一个令人难以置信的潜力药物载体[20 - 23]。因为他们的小尺寸,纳米结构显示独特物理化学和生物属性(如。,an enhanced reactive area as well as an ability to cross cell and tissue barriers] that make them a favorable material for biomedical application.[20 - 25]

纳米载体和他们的应用程序

不同的纳米形式一直努力作为药物输送系统,改变从自然物质,例如,白蛋白,明胶和磷脂为脂质体合成物质,例如,不同的聚合物和强烈的金属——包含纳米颗粒(24 - 28)。聚合物药物配合,有很高的大小不同,通常不认为是纳米颗粒。尽管如此,因为它们的大小目前可以控制在100海里,另外包含在这些nanodelivery系统。[25 - 30]这些纳米输送系统可以是为了药物吸收或共轭分子表面,典型内部粒子的聚合物/脂质或溶解在晶格。作为一个结果,药物可以免受歧视的情况。(29 - 33)

更重要的是,纳米载体可以积累特别肿瘤谨慎,炎症和不可抗拒的目的地的增强磁导率和保留(EPR)的影响。EPR的影响包括网站——特定的品质,不与普通的组织或器官,因此带来了特殊的关注。根据这些属性、输送系统包括提供大量点的优势。[34 - 39]提高的稳定性疏水药物,使它们适合组织;加强生物分布和药物动力学,带来增强功效都积累在目标站点减少药物的副作用。减少伤害利用生物相容性的纳米材料。(40 - 45)

类型的圆盾

被动定位

被动定位在利用独特的肿瘤血管的病理生理特点,赋予纳米药物在肿瘤组织中积累。定期,肿瘤血管异常屋里和大量的毛孔扩张,带来扩大裂隙内皮细胞间缝隙连接和损害淋巴引流。(46 - 49)的血管化“漏”,暗指EPR的影响,允许迁移的大分子跨到400海里的距离包括肿瘤区域。(50 - 55)此外,EPR的影响,微环境包括肿瘤组织,是不一样的,健康的细胞,一种生理现象,同样支持被动定位。考虑到发展迅速的肿瘤细胞代谢率高,他们需要更多的氧气和补充。因此,糖酵解刺激额外的能量,带来一个酸性环境(56 - 60)。把兴趣点,pH值——精致的脂质体已经稳定在生理pH值7.4,然而破坏释放药物分子的酸性博士(61 - 66)

普遍关注细胞在肿瘤是不合理的,因为一些药物不能有效地扩散,和不规则的方式方法很难控制过程。(56 - 59)被动目标是限制某些肿瘤的事实不显示EPR的影响,以及血管的渗透性可能不是相同的所有通过一个单一的肿瘤。(67 - 72)

活动的目标

一种方法来克服被动定位的限制是附加亲和配体(抗体,(73 - 75)肽、寡核苷酸适配子或小分子(76 - 80),只是把特定的细胞表面受体)的表面纳米载体由多种结合化学反应。(81 - 86)纳米载体将感知并绑定到目标细胞通过细胞表面的抗原表位中的相互作用。(87 - 90),以实现高特异性,这些受体应该极其表达于肿瘤细胞,但是不是正常细胞。(26岁,91 - 96年)

对药的影响因素

有效药物纳米载体必须有有效的循环时间,防止药物的消除之前他们的靶细胞。(97 - 100)

颗粒大小

假定粒子能力的一个关键部分,例如,目标,吸收机制,间隙,退化。依赖于粒子的大小扩散、粘附性能会改变导致不同的吸收效率。(101 - 104)纳米粒子在药物输送系统中利用的程度应该足够大,以防止他们快速泄漏进入毛细血管血但足够小,一次次逃脱固定巨噬细胞提出在网状内皮系统(肝、脾)。正弦信号的大小在脾脏和膜孔Kuffer细胞在肝脏波动从150年到200海里(105 - 109)和之间的缝隙连接的大小内皮细胞破肿瘤脉管系统可能会有100至600海里(110 - 113)。因此,纳米颗粒的大小应该100 nm达到肿瘤组织通过这两个特定的血管结构。(44 - 48,114 - 119)

表面特征

连同他们的大小,纳米粒子的表面特性也是一个重要因素。这些是确定纳米颗粒循环时间。纳米粒子理想情况下应该有一个亲水表面逃脱巨噬细胞捕获[46120]。这可以通过与亲水聚合物涂层纳米颗粒的表面,如挂钩,保护他们免受击退血浆蛋白调理素作用。(89年,92121 - 125年)

纳米载体

纳米晶体

在最明显的和重要的纳米技术出色的工具产品进步的机会改变现有药物较差的水溶解度和溶解速率迅速——通过改变可溶解的分散成纳米大小的药物。因此,药物本身可以定义在纳米范围内,这样它可以作为自己的“载体”。[126 - 129]许多方法被认为是,但最合理的技术包括减少药物分子大小纳米范围,平衡药物NP表面一层非离子表面活性剂或聚合物大分子。通过减少活性药物成分的颗粒大小,药物的表面范围显著扩大,随后增进其偿付能力和衰变,因此扩大最大血浆浓度和曲线下的面积。(12130 - 132)纳米大小的药物时,它可以被制定成各种剂型,例如,口腔、鼻腔和注射。这些纳米晶体药物可能优于协会胶体(胶束安排),因为表面活性剂/测量水平的药物可以最小化,利用重要的稳定和固液界面。(133 - 138)

此外,后期研究已经证明,外部代理,例如,表面活性剂对纳米晶体药物交付可以被消除。例如,一个策略是作为疏水性的运输最近创建的photosensitizing抗癌药物的纯形式利用纳米晶体。(17139 - 142)合成的再沉淀技术,随后的药物纳米晶体在水分散稳定,不需要任何额外的稳定剂。[143]纳米晶体药物的体内研究还显示显著疗效较传统的基于表面活性剂的交付系统。(61 - 64,144 - 149)

无机纳米粒子

无机纳米粒子可以作为金属氧化物或金属粒子的特征成分没有少于一长度尺度在纳米范围内。(65 - 69)这些纳米结构显示完全新颖特殊的化学,物理,和自然属性,和有用性,因为他们的纳米尺寸,有诱发多利益。(70年,150 - 156年)

Au纳米颗粒

Au纳米颗粒贵金属纳米粒子,例如Au纳米粒子,已经开发出一种很有前途的药物和质量传输平台,他们给一个有价值的补充更传统的运载工具。(71 - 75157 - 160)的混合惰性和低毒性,简单的联盟,巨大的表面积,根深蒂固的表面功能化(通过硫醇和大型联系)和可调厚重提供Au纳米粒子与非凡的学分授予新的交付方法。除此之外,多余的加载药品在纳米粒子允许药物商店的收集和维护控制排放,以这种方式保持药物治疗窗口内的水平。(76 - 78,161 - 166)

超顺磁的纳米粒子磁性纳米颗粒

铁(II)氧化物粒子的超顺磁的性质可以用来指导微胶囊为运输设置由外部磁场。利用磁性纳米颗粒的另一个有利的位置是温暖的能力内化后的粒子,称为高热的影响。(89 - 92,167 - 169)除了用于关注和提高温度,磁性纳米颗粒可以同样影响的多孔性微胶囊通过应用外部振荡磁场和放电例证材料。[83 - 86]例如,铁磁非盟-覆盖钴纳米颗粒(3 nm宽)被融合到聚合物微胶囊。因此,使用外部交变磁场的100 - 300赫兹和1200 Oe激怒了胶囊wallstructures质量,大幅扩大他们的多孔性高分子。(87 - 90 170 - 173)

粘土纳米陶瓷纳米颗粒

粘土纳米陶瓷纳米粒子是由无机与渗透混合属性,例如,二氧化硅、氧化铝和二氧化钛。[91]其中,二氧化硅纳米粒子在许多研究考虑了他们的生物相容性和简单混合的结果,和表面改性。(92 - 95,174 - 179)此外,根深蒂固的硅烷科学鼓励跨连接药物二氧化硅粒子。[180]

基于碳的纳米材料

基于碳的纳米材料已经将专门阴谋的事实,他们可以加入表面功能化的核酸、多肽和蛋白质。碳纳米管(碳纳米管)、富勒烯和纳米金刚石(96 - 99,181 - 186)已经普遍集中在药物运输的应用程序。[100]的大小、几何形状和表面质量单分配器纳米管(纳米),多层碳纳米管和C60富勒烯让他们参与药物载体的利用率。(187 - 190)

然而,基于碳的纳米材料的基本缺点,据说,他们的伤害。调查表明,碳纳米管可以促使细胞扩张阻碍和细胞凋亡。(85191 - 193),尽管他们不如碳链和纳米颗粒,有害有毒的碳纳米管的质量增量完全当羰基,羧基和/或羟基功利主义集会上可用表面然而,基于碳的纳米材料的基本缺点,据说,是他们的危险。分析表明,碳纳米管可以促使细胞扩张的克制和细胞凋亡。尽管比碳链和纳米颗粒,他们不太危险的杀伤力碳纳米管增量当羰基,羧基和/或羟基功利的聚会他们表面上是可用的。(106 - 108,194 - 199)

脂质体

脂质体是最临床建立纳米药物输送系统。其功效已经证明在降低系统性效应和毒性,以及衰减药物间隙。(109 - 111,200 - 204)修饰脂质体在纳米尺度上已被证明有良好的药代动力学资料交付的DNA,反义寡核苷酸,核、蛋白质和化疗药物。阿霉素是一种抗癌药物,通常用于治疗不同类型的肿瘤。这是一个特别危险的复合影响肿瘤组织,以及心脏和肾脏,抑制其恢复应用程序的一个真理。(112 - 116,205 - 209)另一方面,进步的阿霉素包裹在脂质体在确认完成纳米医学药物运输系统。这部小说脂质体阿霉素的定义带来了降低运输到心脏和肾脏框架,同时提升肿瘤组织中的积累EPR(23、24)的影响。此外,不同的脂质体药物目前正在探索,包括抗癌专家,例如,喜树碱[25]和紫杉醇(PTX)[26]也反毒素,例如,万古霉素[27]和阿米卡星。(210 - 214)

脂质体也受到一些限制,包括封装效率低,快速破裂释放药物,贮存稳定性差和缺乏可调触发释放药物。[117 - 120]此外,通常由于脂质体不能渗透细胞,药物释放到细胞外液。(215 - 218)

聚合物纳米粒子

聚合物纳米粒子是胶体粒子大小10 - 1000纳米的范围,他们可以是圆的,延长或核壳结构。他们一直生产利用可生物降解工程聚合物,例如,polylactide-polyglycolide共聚物,酯复合物和聚已酸内酯,或者常见的聚合物,例如,蛋白、明胶、海藻酸、胶原蛋白和壳聚糖。[42]不同的例程,例如,可溶解的耗散,无约束乳化,可溶解的传播、盐析/乳化-分散,利用超临界二氧化碳和聚合,利用纳米粒子。(121 - 125,219 - 222)聚合物纳米载体可以分类的三种药物整合组件。主要包括聚合物转运蛋白,利用共价科学直接药物结合(如。,直聚合物)。第二收集包含疏水合作中药物和纳米载体(例如,聚合物胶束从两亲性共聚物)。[126]第三收集将水凝胶聚合物纳米载体,提供水,满仓库亲水性药物范例。(127 - 130223 - 224)

聚合物药物配合(高活性化合物)

许多聚合物药物配合生产之后第一个混合在1970年代。(44、45)共轭高分子聚合物的药物可以完全升级的血液课程时间的药物。特别是蛋白质或多肽药物,可以及时处理人体内部,可以通过接合的水保持他们的行动——可溶解的聚合物(PEGylation)挂钩。(131 - 134)为例,占,聚乙二醇L -天冬酰胺酶扩大等离子体半生活357 h。[225]没有挂钩,一半——正常的L -天冬酰胺酶的存在只是20 h。尽管PEGylation蛋白质,小潜艇——原子抗癌药物同样可以聚乙二醇来提高癌症治疗的药物动力学。例如,挂钩-喜树碱(PROTHECAN®)已经进入了癌症治疗的临床试验。(135 - 138)

聚合物胶束

聚合物胶束形成两亲性表面活性剂或聚合物分子自发地将在水介质形成核壳结构。胶束的内核,这是疏水性的,周围是一个shell的亲水聚合物,如挂钩。[139]他们的疏水核心作为水库水——可溶性和两亲性差的药物;同时,他们的亲水壳稳定核心,延长循环血液和肿瘤组织中,增加积累。(140 - 142)

水凝胶纳米粒子

水凝胶纳米粒子的末,水凝胶纳米粒子之间增加了令人印象深刻的考虑作为一个优秀的最令人鼓舞的纳米颗粒药物运输框架能推论的从他们的非凡的属性。水凝胶是跨连接系统的亲水聚合物,可以保留并保持超过20%的体重在水里,而与此同时,保持特定的三维结构的聚合物体系。肿胀属性,系统结构,可以控制水凝胶的多孔性或机械稳定性外增加或生理参数。(74 - 78)水凝胶已广泛考虑控制疗法,震动响应放电和应用程序在有机植入物。(75年,79 - 81年)然而,在促进水化反应变化大多数水凝胶框架太温和了,有用的应用程序。征服这个约束,进一步改善小规模和纳米水凝胶结构的规模要求。晚报道了一些进步在小型化的规模和纳米凝胶聚- N - isopropylacrylamide超快的反应和吸引人的流变特性。(83、84)丁等人表现出顺铂-叠聚丙烯酸腐蚀性水凝胶纳米粒子可以嵌入和肿瘤组织。[226]这个水凝胶框架显示无与伦比的充足率阻碍肿瘤发展和延缓小鼠的寿命。(143 - 144)水凝胶的体内biodistribution测试同样表现出插入带来高关注和维护的药物。一个多功能跨界水凝胶是由合并有吸引力的纳米颗粒的性质和一般化的水凝胶的品质。这些跨界水凝胶可以用于加载一个广阔的药物数量和运输到目的站点的利用外部吸引力的领域。(227 - 229)

树枝状分子

树枝状分子工程,使大分子形状一棵树——就像结构。不同的连续大多数聚合物,树枝状分子的复合组织和子——原子量可以完全控制;因此,它是比较简单的预测他们的生物相容性和药物动力学。[95]树枝状分子是非常统一的多分散性很大程度低,他们通常用在粗糙的纳米测量增量开发企业从1到超过10纳米。[145]他们的球状结构和内孔附近使药物的缩影在高分子内部和利用给放电从内部控制的核心。[96]虽然小树枝状分子的大小(10 nm)的监禁广泛药物合并,其树突性质和范宁许可药物堆积结构的外表面上[97]通过共价系或静电通信。[146230]

结论

纳米载体作为药物输送系统旨在提高常规药物的药理和治疗性质。药物分子的结合nanocarrier可以从退化和安全的药物除了提供目标和控制释放的可能性。由于尺寸小,纳米载体可以穿过血-脑屏障(BBB)和细胞水平上运作。与传统类型的药物相关,nanocarrier——药物配合更有效和选择性。他们可以减少正常组织的毒性和其他副作用通过积累药物在目标网站。结果是,所需的低剂量的药物。概念的理解生物反应需要纳米材料开发和应用安全的纳米材料在药物输送。此外工作之间的密切合作在药物输送和粒子毒理学是必要的交换思想,系统和能力这个问题的地方。

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