锆基金属有机框架（UiO-66）作为缓释载体增强肺癌治疗效果的创新研究

本研究针对肺癌化疗药物5-氟尿嘧啶（5-FU）和α-氰基-4-羟基肉桂酸（α-CHC）的递送难题，开发了基于UiO-66系列MOFs的缓释系统，通过干粉吸入器（DPI）实现靶向递送，结合DFT模拟揭示了-NH2 基团对吸附能的关键影响，体外/体内实验证实了其安全性和疗效，为肺癌治疗提供了新策略。

　　

肺癌是全球死亡率最高的恶性肿瘤之一，传统化疗存在药物生物利用度低、全身毒性大等问题。5-氟尿嘧啶（5-FU）虽广泛应用，但其心脏毒性和短半衰期限制了疗效；而天然衍生物α-氰基-4-羟基肉桂酸（α-CHC）虽具抗癌潜力，却缺乏高效递送系统。金属有机框架（MOFs）因其高孔隙率和可调控的化学性质成为药物载体的理想候选，但如何实现肺癌靶向治疗仍待突破。

来自波兰的研究团队在《Microporous and Mesoporous Materials》发表研究，通过合成缺陷可调的锆基UiO-66系列MOFs（包括UiO-66_DF
、UiO-66_Be
和氨基修饰的UiO-66-NH₂
），负载5-FU和α-CHC后，采用干粉吸入器（DPI）实现肺部靶向递送。研究结合密度泛函理论（DFT）计算、模拟体液（SBF/SLF）释放实验及斑马鱼胚胎毒性（FET）测试，系统评估了材料性能。

Material synthesis and characterization
通过混合配体法合成不同氨基比例的UiO-66-NH₂
-X（X=25%-100%），X射线衍射证实其晶体结构完整性。缺陷工程调控显示，氨基修饰显著增强药物吸附能，DFT计算揭示α-CHC通过π-π堆积与MOF配体相互作用，而5-FU则依赖氢键网络。

Characterization
药物负载实验表明，UiO-66-NH₂
-75%对α-CHC的负载量最高（23.1 wt%），而5-FU在UiO-66_Be
中呈现缓释特性。模拟肺液（SLF）中，氨基修饰样本的突释效应降低60%，证实pH响应性释放。

In vitro and in vivo experiments
斑马鱼胚胎实验显示，除UiO-66_Be
高剂量组外，所有MOFs均无显著毒性。体内递送证实DPI可使MOFs颗粒有效沉积于肺泡，肿瘤组织中药浓度较静脉注射提升3倍。

Conclusions
该研究创新性地将MOFs与DPI技术结合，解决了肺癌化疗的靶向难题。氨基修饰通过调控π-π堆积和质子化倾向优化了药物释放动力学，而UiO-66的酸性微环境响应特性进一步增强了肿瘤部位的选择性释放。这种“局部高浓度-系统低毒性”策略为下一代抗癌递送系统设计提供了范式。

研究由Kornelia Hyjek团队完成，通过多学科交叉方法（材料化学、计算模拟与生物评价）验证了MOFs在精准医学中的潜力。未来工作可探索MOFs与其他抗癌药物（如免疫检查点抑制剂）的联用机制。