编辑推荐：
为解决传统纳米药物载药量低、毒性高及跨生物屏障难等问题，研究人员聚焦共价有机框架（COFs）在药物递送与肿瘤治疗中的应用。发现 COFs 通过结构调控可跨越血脑屏障（BBB）等屏障，在光动力（PDT）、光热（PTT）治疗中表现优异，为精准医疗提供新方向。
在癌症治疗与药物递送领域，生物屏障如血脑屏障（BBB）、肿瘤微环境（TME）等严重限制了治疗效果。传统化疗、放疗等手段副作用大，且常规纳米药物存在载药量低、长期毒性等问题。因此，开发兼具高稳定性、靶向性及跨屏障能力的新型纳米材料成为迫切需求。在此背景下，共价有机框架（Covalent Organic Frameworks, COFs）作为一类新兴的多孔有机材料，因其可精准调控的机械性能、高表面积、生物相容性及结构可设计性，在克服生物屏障与肿瘤治疗中展现出巨大潜力。
为探索 COFs 在跨越生物屏障及肿瘤治疗中的应用价值，相关研究人员开展了系列研究。研究表明，COFs 通过结构维度、孔径大小及主客体相互作用的调控，能有效优化机械强度，实现对药物释放行为的精准控制，并在多种疾病模型中验证了其跨屏障递送与治疗效果。该研究成果发表于《Asian Journal of Pharmaceutical Sciences》，为纳米医学与 COF 材料的交叉研究提供了重要理论与实验依据。
研究主要采用的关键技术方法包括：通过可逆缩合反应合成不同维度（2D/3D）的 COF 结构，利用表面功能化（如聚乙二醇 PEG 修饰）提升生物相容性与跨屏障能力，借助体外细胞模型（如 HCT-116 结肠癌细胞）和体内动物模型（如脑转移小鼠模型）评估 COFs 的靶向递送效率与治疗效果，同时结合光谱分析与成像技术（如荧光成像、LC-MS/MS）监测药物分布与代谢情况。
结构特性与生物相容性
COFs 由 C、H、O、B、N 等轻元素通过共价键连接形成有序晶体结构，分为 2D 层状与 3D 网络结构。其可逆缩合反应特性赋予了结构纠错与热稳定性（如硼酸盐酯基 COF 可耐受 500-600℃高温）。通过调整 linker 长度与拓扑结构，可调控孔径（如 COF-6 孔径 8.6?，PC-COF 达 5.8nm）与机械性能。表面功能化（如 PEGylation）可改善水溶性与血液循环时间，而生物可降解设计（如亚胺基 COF）确保了体内安全代谢。此外，COFs 的高孔隙率（载药量最高达 65wt%）与表面电荷调控（如氨基正电荷增强 BBB 穿透）进一步提升了其作为药物载体的优势。
生物医学应用
在蛋白质与核酸递送中，COFs 通过表面共轭或孔道封装保护药物分子（如胰岛素、mRNA），避免酶降解并实现控释。肿瘤治疗方面，COFs 可负载化疗药物（如 DOX）、光敏剂（如锌酞菁）或光热剂（如金纳米颗粒），通过主动靶向（如叶酸修饰）或 EPR 效应富集于肿瘤，实现化疗、光动力（PDT）、光热（PTT）及免疫治疗的协同作用。例如，TrzCOF 通过纳米棒状结构诱导 HCT-116 细胞凋亡，IC50 达 8.31μg/ml，疗效优于 5 - 氟尿嘧啶。在抗菌领域，离子型 COF 纳米片（iCONs）通过破坏细菌磷脂双分子层，对革兰氏阳性 / 阴性菌均展现高效杀灭作用。
跨生物屏障策略
针对血脑屏障，PEG 修饰的 COF 纳米复合材料（如 PEG350-CCM@APTES-COF-1）通过受体介导的胞吞作用穿越 BBB，使脑内药物浓度提升 4.7 倍，显著延长脑转移小鼠生存期。鼻黏膜递送中，壳聚糖修饰的 COFs 通过黏附性增强药物滞留，而 OC-COF 干粉吸入剂可清除 H?O?并递送抗炎药物，有效治疗急性肺损伤（ALI）。皮肤屏障方面，COF 基水凝胶通过 pH 响应释放抗菌剂与光敏剂，协同促进伤口愈合。口腔黏膜治疗中，iCONs@PSF 膜通过静电作用杀灭口腔致病菌，为感染性疾病提供新方案。
结论与意义
COFs 凭借其独特的结构可调性与生物相容性，在跨越多重生物屏障与肿瘤治疗中展现出显著优势，为脑肿瘤、神经退行性疾病、感染性疾病等难治性病症提供了创新解决方案。其在光免疫治疗、基因编辑递送等领域的潜在应用，有望推动纳米医学向精准化、高效化方向发展。然而，COFs 的大规模合成、长期毒性评估及临床转化仍需进一步研究。该研究不仅深化了 COFs 在生物医学中的应用认知，更开启了跨学科融合创新的新范式，为下一代高效靶向药物递送系统的开发奠定了坚实基础。
