综述：纤维素及其衍生物：结构、修饰更新及在控制药物递送中的应用

这篇综述系统阐述了纤维素及其衍生物（如羧甲基纤维素CMC、纳米纤维素等）在药物递送系统（DDS）中的应用潜力，重点介绍了物理/化学修饰技术（如羧甲基化、硫醇化、磷酸化）对纤维素性能的优化，及其在缓释制剂（如pH响应型水凝胶）、靶向递送（如叶酸修饰纳米颗粒）和黏膜给药（如口腔贴片）中的创新应用。文章还探讨了规模化生产和监管挑战，为天然聚合物（NP）在生物医药领域的转化提供参考。

　　

背景

纤维素作为自然界最丰富的天然聚合物（NP），由β(1→4)连接的D-吡喃葡萄糖单元组成，分子式为(C₆
H₁₀
O₅
)_n
。其低毒性、生物可降解性和机械强度使其成为药物递送系统（DDS）的理想载体。纤维素衍生物如羧甲基纤维素（CMC）、乙基纤维素（EC）和羟丙基纤维素（HPC）已广泛用于片剂、胶囊和透皮贴剂等剂型。

分类与修饰技术

纤维素根据来源分为植物源性（如棉纤维）、细菌纤维素（BC）和藻类纤维素。通过化学修饰可显著提升其功能：

• 羧甲基化：引入-CH₂
  COOH基团增强水溶性和溶胀性，用于制备pH敏感凝胶。
• 硫醇化：通过-SH基团与黏膜蛋白形成二硫键，延长口腔贴片的滞留时间（如氟康唑硫醇化薄膜）。
• 磷酸化：赋予抗氧化活性，适用于骨组织工程支架。

药物递送应用

1. 口服递送：CMC基质片通过溶胀控制药物扩散，如二甲双胍缓释片（12小时释放）。
2. 透皮递送：电纺纳米纤维（如酮洛芬/乙基纤维素）实现48小时缓释，而普通制剂30分钟即溶出。
3. 靶向治疗：叶酸修饰的CMC纳米颗粒可增强肿瘤细胞对阿霉素的摄取，降低全身毒性。

挑战与展望

尽管纤维素衍生物具有良好生物相容性，但规模化生产中仍面临批次差异大、纳米纤维素制备能耗高等问题。监管方面需遵循FDA和ICH指南，尤其对新型纳米载体的长期生物累积性需进一步评估。未来研究方向包括开发刺激响应型（如温度/pH敏感）智能递送系统，以及通过3D打印实现个性化给药。

结论

纤维素及其衍生物通过精准修饰可满足多样化递送需求，从传统缓释到基因递送（如聚乙烯亚胺修饰纳米晶）。随着绿色化学和纳米技术的发展，这类材料有望在抗癌、糖尿病管理等领域实现更广泛的临床转化。