综述：绿色纳米载体与可降解系统在可持续药物递送解决方案中的应用

这篇综述系统探讨了绿色（green）和可降解（biodegradable）纳米载体（DDSs）在药物递送领域的创新应用，强调其通过天然聚合物（如PLGA、壳聚糖）、脂质体（LNPs）和植物衍生材料实现生物相容性、低毒性及环境友好性。文章结合绿色化学原则（如原子经济性、可再生原料），分析了其在肿瘤学（如siRNA递送）、传染病（抗生素载体）、慢性病（糖尿病视网膜病变植入物）和疫苗（mRNA-LNPs）中的突破性应用，同时指出规模化生产与监管审批的挑战。

　　

Abstract

传统药物递送系统（DDSs）的环境危害催生了绿色替代方案。本文综述了基于天然聚合物（如聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA、壳聚糖）、脂质（如磷脂）和植物衍生成分的纳米载体，其设计遵循绿色化学原则——减少废弃物、使用可再生原料（如藻类脂质）和低能耗工艺（如微波辅助合成）。这些载体兼具高生物相容性、可控释放（如pH敏感水凝胶）和环境快速降解特性，显著降低系统性毒性（如PLGA-紫杉醇纳米粒肝毒性降低30%）和生态残留。

Introduction

医疗碳足迹占全球4.4%，而传统DDSs（如聚乙烯醇微塑料）加剧了环境污染。联合国可持续发展目标（SDG 3和12）推动可降解载体发展，其通过水解或酶解（如脂肪酶降解甘油三酯）转化为无毒代谢物（乳酸、葡萄糖胺）。对比传统方法，超临界流体萃取（SFE）和酶催化聚合（能耗降40%）等绿色工艺大幅提升可持续性。

Fundamentals of Green and Biodegradable Nanocarriers

核心材料包括：

• 天然聚合物：壳聚糖（降解为氨基葡萄糖）、海藻酸钠（微生物降解）
• 合成可降解物：PLGA（水解为乳酸和乙醇酸）
• 脂质系统：LNPs（COVID-19疫苗载体，95%批次重复性）
  设计策略强调酯键水解（如壳聚糖-胰岛素纳米粒）和闭环生产（乙醇溶剂回收）。

Key Advantages

1. 低毒性：PLGA-多西他赛比Cremophor EL^?制剂肝损伤减少30%
2. 环境安全：藻类载体海洋降解周期仅数周，远快于聚苯乙烯（百年级）
3. 智能释放：血糖响应性水凝胶实现糖尿病药物精准控释

Applications in Drug Delivery

• 肿瘤学：PLGA-siRNA靶向乳腺癌，减少脱靶效应
• 传染病：壳聚糖-抗生素纳米粒穿透结核生物膜
• 慢性病：PLGA-地塞米松植入物治疗糖尿病视网膜病变
• 疫苗：mRNA-LNPs（Moderna^?疫苗）展示绿色大规模生产潜力

Future Perspectives

人工智能（AI）将优化纳米粒行为预测，而3D打印技术推动个性化载体开发。需解决三大瓶颈：

1. 规模化生产（如微流控技术成本）
2. 监管标准缺失（如降解产物毒理学）
3. 跨学科协作（材料学×临床医学×政策制定）

Conclusion

绿色纳米载体通过提升药物溶解度（达90%）、降低生态毒性，重塑了可持续医疗范式。尽管面临生产与审批挑战，其在精准医疗和环境保护中的双重价值，预示了医药产业的未来方向。