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综述:可吸入纳米颗粒递送系统治疗肺部感染的现状及突破屏障策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月15日 来源:Drug Delivery 8.1
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这篇综述系统阐述了可吸入纳米颗粒递送系统(如脂质体、聚合物纳米粒、金属基材料等)在肺部感染治疗中的应用现状,重点分析了呼吸生理结构、黏液屏障和生物膜屏障三大递送障碍,并提出了精准沉积、黏液穿透和生物膜破坏等突破策略(如PEG修饰、NAC酶解、ROS/NO协同疗法)。文章整合了抗生素、抗菌肽(AMPs)、噬菌体等新型疗法与纳米技术的协同优势,为开发针对耐药菌(如MRSA、PA)的吸入制剂提供了新思路。
人体呼吸道由23级分支网络构成,细菌感染多发生于下呼吸道。纳米颗粒(1-5μm)通过重力沉积或惯性碰撞沉积于深部肺泡,而<1μm颗粒依赖扩散作用。研究显示,棒状纳米纤维因平行气流取向性,比球形颗粒更易抵达肺泡区。临床常用干粉吸入器(DPI)需患者快速吸气触发,而加压定量吸入器(pMDI)则需慢速深呼吸同步给药。
黏液由黏蛋白(含唾液酸和硫酸基团)构成带负电的网状结构,孔隙仅数百纳米。中性/负电荷亲水聚合物(如PEG、DPPC脂质壳)可减少静电吸附,而硫醇化壳聚糖通过二硫键增强黏膜滞留。新型黏液溶解剂P3001较NAC(N-乙酰半胱氨酸)更快降解黏蛋白,且无支气管痉挛副作用。实验证实,含NAC的脂质液晶纳米粒(NLP@Z)联合两性离子材料HB,使黏液穿透效率提升3倍。
生物膜基质(EPS)含多糖、eDNA和蛋白质,形成耐药物理屏障。尺寸<200nm的球形纳米颗粒可穿透水通道,而液核纳米粒(LCNs)凭借机械变形能力均匀分布于金黄色葡萄球菌生物膜内。酶解法中,藻酸盐裂解酶PelAh能在1小时内瓦解铜绿假单胞菌生物膜;光动力疗法(PDT)中,氯e6(Ce6)产生的单线态氧(1O2)联合缺氧激活的甲硝唑前药,可清除MRSA生物膜。一氧化氮(NO)驱动蘑菇状纳米马达(BT@PDA-La)在超声下协同ROS,对耐药菌展现深度清除效果。
CD44靶向适配体修饰的介孔硅微粒在结核杆菌感染模型中肺部蓄积量提升3倍。ACE2受体靶向纳米乳(NE-AYQ)通过结合肺泡细胞表面受体,在仓鼠肺组织滞留72小时。中性粒细胞膜仿生纳米粒搭载庆大霉素和抗菌肽,对耐药的肺炎克雷伯菌呈现特异性杀伤。
目前仅脂质体阿米卡星(Arikayce?)获批用于鸟分枝杆菌治疗。金属纳米颗粒(如AgNPs)长期滞留可能引发炎症,而MOFs材料CD-MOF因环
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