基于生物大分子的纳米药物载体

第1期
陈孟婕等
基于生物大分子的纳米药物载体
· 203 ·
Key words
biomacromolecules ； nanoparticle carriers ； drug controlled release 在基础研究阶段， 研究者们主要根据不同生物大分 子自身的特点采用 不 同 的 方 法 来 制 备 纳 米 颗 粒， 然 抗癌药物以及基因药物 后将其应用于蛋白 质 药 物 、 的包覆 、 运输和 释 放 。 虽 然 也 有 一 些 生 物 大 分 子 在 药物载体上应用的相关综述 method of amphiphilic
， 但是到目前为止
尚未有文章从制备 方 法 入 手， 对生物大分子材料在 因 纳米药物载体上的 应 用 进 行 过 较 为 全 面 的 介 绍， 此本文拟对近年来生物大分子纳米药物载体材料研 究的各个方面进行 归 纳 和 总 结， 以期这种极具应用 前景的药物载体能够尽早实现临床应用 。
2
2. 1
生物大分子纳米颗粒的制备
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也报道了采用
乳化交联的方法 制 备 壳 聚 糖 纳 米 颗 粒 。 但 是， 人们 发现这些体系都不 尽 完 善， 因此一直继续尝试改进 制备方法来获 得 更 好 的 纳 米 颗 粒 。 例 如， 交联剂戊 二醛对人体有一定毒性， 于是研究者改用新的交联剂 甘油醛等
［ 18 ， 19 ］
Biomacromoleculebased Nanoparticle Drug Carriபைடு நூலகம்rs
Chen Mengjie Yao Jinrong Shao Zhengzhong Chen Xin
（ The Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers of MOE ，Department of Macromolecular Science ， Laboratory of Advanced Materials ，Fudan University ，Shanghai 200433 ，China ） Abstract Biomacromolecules have attracted more and more attentions on drug carriers （ especially in the
生物大分子材料由于其可再生性 、 无毒性以及良好的生物相容性 、 生物可降解性和黏膜粘附性
等特点成为药物载体研究的热点 ， 尤其是将其作为纳米药物载体材料更加受人 关 注 。 本 文 首 先 对 生 物 大 分 — — 乳化法 、 自组装法和离子凝聚法进行了 详 细 的 介 绍 。 由 于 乳 化 法 在 一 定 程 子纳米颗粒常用的制备方法 — 度上破坏了生物大分子的生物相容性 ， 因此自组装法和离子凝聚法是比较理想 的 制 备 方 法 。 其 中 自 组 装 法 是利用两亲性的生物大分子 ， 如蛋白质 、 多糖衍生物等在静电作用 、 疏水作用 、 范德华力等非键合作用力下组 装成纳米结构 ； 而离子凝聚法则是利用聚电解质与带相反电荷物质之间的静电 作 用 形 成 纳 米 结 构 。 接 着 本 抗癌药物以及基因 药 物 的 载 体 在 近 年 来 的 文对通过这些方法获得的生物大分子纳米颗粒作为蛋白类药物 、 研究进展进行了归纳和总结 ， 结果显示其在药物缓释体系中具有广阔的应用前景 。 关键词 天然高分子 纳米载体 药物控制释放 281X （ 2011 ） 01020211 文章编号 ： 1005中图分类号 ： O636 ； TB383 文献标识码 ： A
［ 16 ］ 粒尺寸 一 般 都 在 500nm 左 右 。 而 Muller 等 认为
是指尺寸 在 1 000nm 以 下 的 颗 粒 ） 对 药 物 进 行 包 覆 从而达到对 药 物 释 放 进 行 控 制 的 药 物 运 输 和运输， 体系 。 纳米技术已经被大量地应用于药物运输体系 当中 合物
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Contents
1 2 2. 1 2. 2 2. 3 3 3. 1 3. 2 3. 3 4 Introduction Preparation of macromolecules-based nanoparticles Emulsion method Self-assembly biomacromolecules Ionic-gelation method of polyelectrolytes Application in released carriers Protein drug carriers Anti-tumor drug carriers Gene drug carriers Outlook sustained and controlled drug
收稿： 2010 年 6 月，收修改稿： 2010 年 9 月 * 国家自然科学基金项目（ No. 20974025 ， 10979022 ， 20974024 ） 资助 Corresponding author e-mail ： chenx@ fudan. edu. cn ； yaoyaojr@ fudan. edu. cn
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， 结果发现同样能达到交联效果且没
方面还存在不尽如 人 意 的 地 方， 于是人们开始尝试 利用生物大分子材 料 来 制 备 纳 米 药 物 载 体， 以期实 现既能满足对药物 输 送 的 要 求， 又能减弱对生物体 毒副作用的目的 。 用于纳米药物载体中的生物大分子主要包含蛋 白质（ 如 明 胶 、 白 蛋 白、 丝蛋白等） 和多糖 （ 如壳聚 糖、 海藻酸 钠 、 环 糊 精、 果 胶 等 ） 两 大 类。 由 于 这 些 生物大分子都可以 从 自 然 界 的 动 植 物 中 获 得， 来源 丰富， 同时也是 一 种 可 再 生 的 资 源 。 它 们 与 生 物 体 具有良好的亲合性， 排斥反应小， 并且可以被生物体 内的酶降解， 降解后 的 产 物 对 生 物 体 的 毒 副 作 用 也 较小
application of nanoparticle drug carriers ） in recent years because of their renewability ， nontoxicity ， biocompatibility ， biodegradability and mucoadhesive ability. The common methods for the preparation of biomacromolecule-based nanopaticles ， including emulsion method ， self-assembly method and ionic-gelation method are introduced in this review in the first part. Among these methods ， the self-assembly method and the ionic-gelation method are more promising because the emulsion method may affect the biocompatibility of the biomacromolecules to a certain extent. Since proteins contain both hydrophilic and hydrophobic segments and polysacchairde can be modified with the the self-assembly method is those amphiphilic biomacromolecules ， for instance proteins and hydrophobic molecules ， polysaccharide derivatives that contain both hydrophilic and hydrophobic segments ， to form nanoparticles by selfassembly via electrostatic interaction ， hydrophobic interaction and van der Waals′ force. The ionic-gelation method is for instance proteins and polysaccharide that can be charged under certain condition ， to form those polyelectrolytes ， nanoparticles via the electrostatic interaction with the oppositely charged materials. It can be further divided into several concrete methods ， such as ionic crosslinking ， polyelectrolyte complex formation ， layer-by-layer assembly and template polymerization. In the second part of this review ， the progress in the application of these biomacromoleculebased nanoparticles as protein drug ， anti-tumor drug ， and gene drug carriers is summarized. The results show that these biomacromolecule-based nanoparticle drug carries have great potential in the drug controlled released system.