综述:生物相容性纳米载体的构建进展

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Drug Delivery and Translational Research 5.7

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  (编辑推荐)本综述系统梳理了构建高生物相容性纳米载体(nanocarriers)的三大策略:惰性材料框架、聚合物表面工程和仿生功能化,揭示了如何通过材料特性与生物互作原理调控免疫应答与细胞毒性,为纳米药物(nanomedicine)临床转化提供设计指南。

  

Abstract

构建高效药物纳米载体的核心挑战在于规避免疫激活和细胞毒性等不良反应,这使得生物相容性成为临床成功的关键决定因素。尽管现有综述多聚焦纳米药物(nanomedicine)的治疗应用,但对生物相容性优化策略的系统分析仍显不足。本文重点评述了三大构建路径:基于惰性材料的框架设计、聚合物表面工程技术,以及仿生功能化方法。通过解析常用材料的结构特征与生物作用机制,阐明了如何利用材料固有特性和生物互作规律来精准调控生物相容性。

惰性材料框架

以金(Au)、二氧化硅(SiO2)为代表的惰性无机材料,通过其低化学反应性实现生物惰性。例如,SiO2纳米颗粒表面硅羟基(Si-OH)的可控修饰能显著降低蛋白质非特异性吸附。但这类载体存在降解速率不可控的局限,可能引发长期滞留风险。

聚合物表面工程

聚乙二醇(PEG)化是最经典的表面修饰策略,其通过空间位阻效应减少调理素(opsonins)吸附。最新进展显示,两性离子聚合物如聚磺基甜菜碱(pSB)可形成水合层,使蛋白质吸附量降低90%以上。然而,PEG可能诱发加速血液清除(ABC)现象,而pSB的合成复杂度限制了规模化应用。

仿生功能化

细胞膜包覆技术(如红细胞膜衍生囊泡)利用天然膜蛋白(CD47等)传递"自我"信号,逃避免疫识别。脂质体(liposome)经载脂蛋白E(ApoE)修饰后,脑靶向效率提升5倍。但生物源材料的批间差异仍是工业化生产的瓶颈。

Graphical Abstract

图示归纳了三大策略的作用机制:惰性材料依赖化学稳定性(左)、聚合物刷层构建能量屏障(中)、仿生载体模拟生物分子"伪装"(右)。

文末指出,未来需开发智能响应型材料以平衡生物相容性与功能活性,同时建立标准化生物评价体系推动临床转化。

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