基于卟啉共价有机框架纳米孔道封装伊立替康的高效药物递送系统在结直肠癌和乳腺癌治疗中的应用研究

本研究针对伊立替康(IRI)水溶性衍生物在生理条件下结构稳定性差、毒副作用大等问题，创新性地采用卟啉基共价有机框架(COF-366)作为纳米载体，通过溶剂热法合成具有微/介孔结构的COF材料，实现了23%的药物负载率和60小时持续释放50%药物的缓释效果。MTT实验证实COF@IRI对MDA-MB-231和SW480癌细胞具有与游离IRI相当的抑制效果（细胞存活率63%-67%），同时COF载体对正常细胞无毒性，为肿瘤靶向治疗提供了新型无有机溶剂的安全递送系统。

　　

在肿瘤化疗领域，伊立替康(IRI)作为拓扑异构酶I(TOP-I)抑制剂虽广泛应用于结直肠癌和乳腺癌治疗，但其临床应用面临三大挑战：生理条件下活性内酯环易水解为无效羧酸盐形式、血液清除速率快需持续输注、以及骨髓抑制等严重副作用。传统脂质体和聚合物递送系统存在有机溶剂残留、载药效率低等问题。共价有机框架(COF)因其可调孔隙结构和优异生物相容性成为新兴纳米载体，但尚未见其用于IRI递送的研究报道。

为解决这些问题，国内研究人员在《Results in Engineering》发表研究，通过溶剂热法合成卟啉基COF-366，利用BET证实其具有1.7nm和2.7nm双模孔道结构。采用三乙胺(TEA)诱导IRI疏水化策略，实现在纯水相中23%的载药率，FT-IR证实药物与COF存在π-π相互作用。释放实验显示pH5.4条件下遵循Korsmeyer-Peppas模型(n=0.47)的Fickian扩散机制，60小时释放50%药物。细胞实验表明COF@IRI对SW480和MDA-MB-231细胞的抑制效果与游离IRI相当（40μM时存活率63%-67%），且空白COF对正常成纤维细胞无毒性。

关键技术包括：1) 溶剂热法合成COF-366；2) UV-vis和TGA定量载药量；3) 透析袋法进行体外释放实验；4) MTT法评估细胞毒性；5) DFT计算孔道分布。

研究结果部分：
3.1 材料表征：通过FT-IR证实TAPP氨基转化率>90%，PXRD显示COF-366在3.46°和1.89°出现特征峰，BET测得比表面积90 m²/g，DFT分析揭示1.7nm微孔和2.7nm介孔共存。

3.2 载药实验：TEA调节使IRI λ_max从369nm红移至364nm，COF:IRI=1:1时获得最佳载药率(23%)，TGA显示400℃下COF热稳定性>90%。

3.3 释放特性：酸性环境(pH5.4)下56小时达释放平台期，动力学符合Fickian扩散机制，释放速率常数K=8.041%h^-n。

3.4 细胞效应：COF@IRI与游离IRI对癌细胞抑制无显著差异(p>0.05)，空白COF在40μM浓度下对HEF细胞存活率无影响。

该研究首次证实卟啉COF可作为IRI的高效载体，其纯水相载药工艺避免了有机溶剂风险，双模孔道结构实现药物缓释，为联合光动力治疗(利用COF光敏特性)提供多功能平台。未来可通过优化COF孔径进一步提升载药效率，推动COF材料在肿瘤靶向治疗中的临床应用。