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综述:壳聚糖及其衍生物作为纳米诊疗剂在多种疾病管理中的临床应用视角
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月09日 来源:Carbohydrate Polymers 10.7
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这篇综述系统阐述了壳聚糖(Chitosan)及其衍生物作为多功能纳米诊疗剂(Nanotheranostics)的最新进展,重点突出了其兼具治疗与诊断(Theranostics)的双重功能。作者详细分析了壳聚糖的理化特性(如生物相容性、可降解性)及其化学修饰(如硫醇化壳聚糖、羧甲基壳聚糖),并探讨了其在癌症、炎症、感染性疾病和神经退行性疾病中的纳米载体(如纳米颗粒、脂质体)应用潜力,同时强调了其在光学成像(OI)、超声(US)等诊断技术中的价值。文章还指出了规模化生产、长期安全性等临床转化挑战,为未来研究提供了方向性建议。
壳聚糖作为一种从甲壳素衍生的生物聚合物,凭借其生物降解性、生物相容性和无毒性等特性,成为纳米医学领域的理想材料。最新研究表明,壳聚糖及其衍生物(如壳寡糖、硫醇化壳聚糖)通过化学修饰可显著改善药代动力学特性,实现药物靶向递送和控释。其在癌症治疗中能增强疏水性药物的溶解度,并通过配体结合实现精准递送;在慢性伤口管理中则通过抗菌和促修复功能发挥作用。
壳聚糖的分子结构由β-(1–4)-连接的D-葡糖胺和N-乙酰-D-葡糖胺构成,脱乙酰度(DD)和分子量(300–1000 kDa)决定其理化性质。在pH<6时,其氨基质子化特性使其成为基因递送的高效载体。美国FDA已将其列为GRAS级辅料,其衍生物(如羧甲基壳聚糖)在糖尿病足溃疡治疗中展现出促进血管生成的能力。
壳聚糖C-2、C-3和C-6位点的活性基团支持多种化学修饰。低分子量壳聚糖(<50 kDa)能穿透血脑屏障,在阿尔茨海默病模型中减少β-淀粉样蛋白沉积。硫醇化修饰可增强黏膜黏附性,使口服胰岛素递送效率提升3倍。
尽管壳聚糖尚未获批作为药物成分,但其在医疗器械领域已有应用。例如,壳聚糖止血敷料在战场急救中可将出血时间缩短40%。在肿瘤诊疗一体化中,负载阿霉素的壳聚糖纳米粒通过EPR效应实现肿瘤靶向积累,同时通过近红外荧光成像实时监测药物分布。
规模化生产面临批次间差异问题:脱乙酰度波动±5%会导致纳米粒包封率下降15%。长期安全性数据缺乏,特别是高分子量壳聚糖在肝脏中的蓄积效应仍需评估。未来需开发标准化表征方法,并探索3D打印等新型制剂技术。
壳聚糖基纳米诊疗剂在个性化医疗中展现出独特优势,其多功能性为疾病管理提供了新范式。通过跨学科合作解决规模化生产瓶颈,有望在未来5–10年内实现从实验室到临床的转化突破。
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