调控无定形镁钙磷酸盐纳米颗粒稳定性与尺寸的关键因素及其药物递送应用研究

针对无定形镁钙磷酸盐(AMCP)纳米颗粒易结晶和聚集的难题，研究人员通过调控Ca/Mg比例和聚丙烯酸(PAA)分子量(Mw)，系统研究了其对颗粒尺寸、分散性及pH响应性的影响。结果表明PAA显著提升AMCP稳定性，延缓结晶并增强酸性环境抗溶解性，为pH响应型药物递送系统设计提供新策略。

　　

在生物医学领域，钙磷酸盐(CP)因其与骨骼矿物相的相似性成为药物递送的研究热点。其中无定形镁钙磷酸盐(AMCP)纳米颗粒凭借高生物相容性和载药能力备受关注，但其临床应用面临两大瓶颈：一是亚稳态无定形相易转化为热力学稳定的结晶相（如羟基磷灰石HA），二是缺乏稳定剂时易聚集丧失纳米特性。这些问题导致颗粒尺寸失控、载药效率下降，尤其在生理环境中快速溶解更限制了pH响应型递药应用。

意大利国家研究委员会(CNR)与佛罗伦萨大学的研究团队在《Materials Today Nano》发表研究，创新性地采用聚丙烯酸(PAA)作为稳定剂，通过调控钙镁比例(Ca/Mg 0.2-0.8)和PAA分子量(1.2/8/15 kDa)，制备了12种AMCP_PAA纳米颗粒。研究采用动态光散射(DLS)分析粒径，X射线衍射(XRD)表征结晶度，热重-差示扫描量热法(TG-DSC)评估热稳定性，并结合pH依赖性溶出实验系统评价性能。

结果与讨论

1. 尺寸与分散性控制：PAA通过羧基与钙离子螯合，有效抑制Posner簇(Ca₉(PO₄)₆)聚集，使颗粒平均尺寸控制在80-200 nm。其中8 kDa PAA配合Ca/Mg=0.4时分散性最佳，干燥后仍能保持单分散状态。

2. 无定形相稳定性：镁含量增加显著延迟结晶转变，15%镁掺杂使结晶温度提高40°C。PAA通过空间位阻和离子相互作用双重机制，在生理条件下完全抑制HA相生成达72小时。

3. pH响应性溶出：在模拟肿瘤微环境(pH 5.0)中，PAA修饰使AMCP溶解速率降低60%，而中性环境(pH 7.4)保持稳定，证实其"智能"释药潜力。

结论与意义
该研究首次阐明PAA分子量与Ca/Mg比的协同效应：低M_w PAA(1.2 kDa)更易渗透颗粒内部稳定结构，而高M_w PAA(15 kDa)通过表面包覆增强胶体稳定性。这一发现为设计兼具高载药量、长循环时间和病灶靶向释放的纳米递送系统提供理论依据，尤其对需精确控制释药速率的抗癌、心血管疾病治疗具有重要价值。研究建立的"组成-结构-性能"调控模型，为其他无机纳米药物载体的开发提供了普适性策略。