综述:C60富勒烯在纳米医学中的创新治疗潜力

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Journal of Drug Delivery Science and Technology 4.5

编辑推荐:

  (编辑推荐)本综述系统阐述了C60富勒烯的独特物化性质(如7-10 ?空心笼结构、720原子质量单位)及其在纳米医学中的多模态应用,包括靶向给药(drug delivery)、光动力疗法(PDT)、自由基清除(ROS scavenging)等,同时辩证分析了其兼具抗氧化/促氧化双重特性及潜在毒性问题,为未来临床转化提供重要参考。

  

Abstract
C60富勒烯因其独特的碳同素异形体结构、卓越的生物相容性和高效抗氧化特性,已成为纳米医学研究热点。这种由60个碳原子构成的足球状纳米粒子(直径0.71±0.007 nm)既能作为分子发挥作用,又具备纳米材料特性,使其在抗病毒、抗癌、放射防护等领域展现出突破性应用潜力。

Introduction
1985年通过石墨激光蒸发首次发现的C60富勒烯,是由12个五边形和20个六边形构成的截角二十面体。其表面可修饰羟基、羧基等基团(图1),显著改善溶解性并增强生物利用度。文献检索显示,该材料在靶向治疗和生物成像方面的研究呈现指数级增长。

Physicochemical properties
C60的纳米级尺寸(<1 nm)和720原子质量单位的分子量赋予其超大表面积体积比。空心笼结构可包裹药物分子,而sp2杂化碳网络使其具有非凡电子亲和力,单分子态可清除多达34个自由基。

Biological applications
在神经保护领域,C60能穿透血脑屏障清除β淀粉样蛋白;在肿瘤治疗中,其光敏特性可产生活性氧(ROS)杀伤癌细胞;作为药物载体时,负载阿霉素的富勒烯衍生物显示5倍于游离药物的肿瘤蓄积率。

Toxicity paradox
尽管多项研究证实水溶性C60(OH)24在50 mg/kg剂量下无急性毒性,但其长期蓄积性仍存争议。有趣的是,同一衍生物在低浓度时表现抗氧化性,高浓度却转为促氧化作用。

Bioimaging & Biosensing
功能化C60在近红外区具有独特荧光特性,修饰钆离子后MRI信号增强300%;作为电化学生物传感器时,其对葡萄糖检测限达0.1 μM。

Future perspectives
当前挑战在于解决生物降解性问题,通过表面聚乙二醇(PEG)化可延长血液循环时间。计算模拟显示,靶向修饰的C60衍生物对ACE2受体的结合能低至-9.8 kcal/mol,预示其在COVID-19治疗中的潜力。

Conclusion
C60富勒烯在疾病治疗和诊断领域展现出"一材多用"特性,但其临床转化仍需系统评估剂量依赖性毒性。开发智能响应型衍生物,或将成为突破现有治疗瓶颈的关键。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号