基于纳米ZIF-8载体的雷帕霉素递送系统：结构演化机制与生物相容性研究

为解决雷帕霉素(RAPA)直接给药导致的免疫抑制和生物利用度低等问题，重庆科技大学的科研团队通过优化反应条件成功制备了单分散纳米ZIF-8@RAPA载药系统（粒径82±4.7 nm，载药率11.53%）。研究发现该体系在PBS中能维持6周结构稳定，并证实其在100 μg/mL浓度下具有良好的生物相容性，为MOFs基药物递送系统提供了重要理论依据。

　　

雷帕霉素(RAPA)作为mTOR抑制剂，虽在抗肿瘤和免疫调节领域展现巨大潜力，但其疏水性导致的低生物利用度、以及直接给药引发的严重免疫抑制副作用，始终是临床应用的瓶颈。传统纳米载体又面临载药率低、结构稳定性差等挑战。金属有机框架材料ZIF-8因其可调的孔径结构和pH响应特性，被视为理想药物载体，但如何平衡纳米粒径控制与载药性能仍是难题。

重庆科技大学的杨爽、李小明团队在《Materials Today Communications》发表研究，通过优化Zn²⁺/2-甲基咪唑(2-mIm^-)配比、反应时间等参数，成功制备出单分散纳米ZIF-8@RAPA。采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等技术表征载药体系，通过斑马鱼胚胎模型和巨噬细胞实验评估生物安全性，并首次系统揭示了该晶体在磷酸盐缓冲液(PBS)中的结构演化规律。

【材料与方法】
研究以甲醇为溶剂，通过监测pH变化优化ZIF-8合成条件；采用溶剂挥发法装载RAPA；利用动态光散射(DLS)测定粒径，紫外可见分光光度计(UV-vis)计算载药率；通过体外释放实验模拟药物缓释行为；采用RAW 264.7细胞和斑马鱼胚胎进行毒性评价。

【结果】

1. 合成条件优化：当[Zn²⁺]/[2-mIm^-]=1:8，反应时间60分钟时，可获得粒径50±3.7 nm的单分散ZIF-8，结晶度达92.3%。
2. 载药特性：ZIF-8@RAPA呈现规则十二面体形貌，药物缓释可持续120小时，在pH=5.0环境中的释放量是生理pH的2.1倍，显示pH响应特性。
3. 结构演化：在PBS中，[HPO₄]^2-导致晶体6周后开始解离，8周时重组为直径约200 nm的Zn²⁺微晶(dia(Zn))。
4. 生物相容性：100 μg/mL剂量下，斑马鱼胚胎存活率＞90%，巨噬细胞活力保持85%以上，但浓度超过200 μg/mL会诱发ROS水平升高。

【结论与意义】
该研究首次阐明ZIF-8@RAPA在生理环境中的晶体重构机制，证实其作为"智能"载体的双重优势：既能维持长期结构稳定性，又能在特定条件下可控释放药物。所建立的粒径调控方法为MOFs纳米化提供了普适性策略，而低于100 μg/mL的适用浓度标准为临床剂量设计提供了重要参考。这项成果不仅推动了ZIF-8在靶向递药领域的应用，也为开发药物-载体协同治疗系统奠定了理论基础。