综述：金属有机框架（MOFs）在药物递送中的应用：新兴趋势、功能增强与生物相容性挑战

这篇综述系统阐述了金属有机框架（MOFs）作为药物载体的设计优势与挑战，重点探讨了其可调孔隙结构、刺激响应性（pH/光/超声）及表面功能化策略（如靶向配体修饰），同时分析了金属离子毒性、规模化生产等瓶颈问题，为开发高效低毒的MOF基递送系统提供了重要参考。

　　

Abstract

金属有机框架（MOFs）凭借可设计的孔隙结构、高比表面积和环境响应特性，成为药物递送领域的研究热点。其独特的金属-有机配体组合可实现药物高负载与控释，尤其适用于肿瘤靶向治疗和生物大分子（如抗体、核酸）保护。

Introduction

MOFs自1990年代问世以来，从气体储存材料发展为多功能药物载体。其优势在于：

1. 结构可调性：通过改变金属节点（Fe/Zn/Zr）或有机配体（对苯二甲酸、2-甲基咪唑）可精确调控孔径与表面化学性质；

2. 环境响应：在肿瘤微环境（pH 5-6）中特异性解离，实现酸触发释药；

3. 保护作用：为蛋白质、疫苗抗原等易降解分子提供稳定微环境。

Modifications of MOF Structures

表面修饰是提升MOFs性能的关键：

• 靶向修饰：透明质酸修饰靶向CD44过表达肿瘤；

• 隐形涂层：聚乙二醇（PEG）化减少巨噬细胞清除；

• 多功能集成：整合光敏剂（如卟啉）实现光动力疗法（PDT）。

Stimuli Responsiveness

MOFs响应机制分为两类：

• 内源性刺激：低pH、高谷胱甘肽（GSH）浓度或基质金属蛋白酶触发释药；

• 外源性刺激：近红外光（NIR）引发光热效应（PTT），超声激活声敏剂产生ROS。

Additional Strategies

联合治疗策略显著增强疗效：

• 化学动力疗法（CDT）：Fe²⁺催化芬顿反应生成羟基自由基（·OH）；

• 放射增敏：高Z金属（如Zr）增强放疗效果。

Challenges and Opportunities

现存瓶颈包括：

1. 毒性风险：Cu²⁺等金属离子可能引发氧化应激；

2. 规模化难题：溶剂热法生产成本高；

3. 长期安全性：缺乏超过6个月的体内实验数据。未来方向包括开发生物可降解MOFs（如Mg-MOFs）和自动化合成工艺。

Conclusion

MOFs在精准医疗中展现巨大潜力，但需平衡功能性与生物安全性。通过理性设计金属/配体组合、优化表面工程及开展系统毒理学研究，有望推动其临床转化。