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1、第5章 纳米药学纳米药物的定义n药剂学中的纳米粒或称纳米载体与纳米药物 ，其尺寸界定于11000nm之间。n纳米载体是指溶解或分散有药物的各种纳米 粒。n纳米药物则是指直接將原料药物加工成纳米 粒。纳米药物的分类n纳米乳剂纳米脂质体n纳米粒药物 固体脂质纳米粒纳米囊与纳米球n磁性纳米药物n温度敏感性、pH敏感性、光敏感性纳米药物n免疫纳米药物n纳米中药，等纳米药物的优势n纳米级药物载体可以进入毛细血管，在血液循环系统自由流动，还可穿过细胞，被组织与细胞以胞饮的方式吸收，提高生物利用率。n纳米载体的比表面积高，水溶性差的药物在纳米载体中的溶解度相对增强，克服无法通过常规方法制剂的难题。n纳米载体
2、经特殊加工后可制成靶向定位系统，如磁性载药纳米微粒。可降低药物剂量减轻副作用。纳米药物的优势n延长药物的体内半衰期，藉由控制聚合物在体内的降解速度，能使半衰期短的药物维持一定水平，可改善疗效及降低副作用，減少患者服药次数。n可消除特殊生物屏障对药物作用的限制，如血脑屏障、血眼屏障及细胞生物膜屏障等，纳米载体微粒可穿过这些屏障部位进行治疗。纳米药物尺度的优势大分子和颗粒进入和排出细胞胞 饮 吞 噬胞 吐毛细血管床的过滤作用n纳米微粒的大小影响药物的生物利用率。n脾静脉管中內皮细胞的间隙为200500nm，因此长效型微粒最好不要超过200nm大小。而肾脏肾小球中內皮细胞的间隙在4060nm间，过小
3、的微粒会被过滤出。n要使纳米载体在血液循环中流通时间增加，必须控制载体大小的范围。纳米靶向药物门控纳米材料包容机理纳米尺度的“墙”可以部分溶解，然后在合适的条件重新建立，从而将荧光标记的药物包容在内部金的纳米壳层用于药物释放纳米壳层也是一种纳米颗粒，包含两层同心圆，外壳是金属(如：金)，再由另一种介电物质(通常是硫化金或氧化砂)作为核心组成的纳米颗粒。纳米科技运用于抗菌的应用实例n台大抗SARS一号n光触媒n纳米金属粒子台大抗SARS一号Size:80-140nm 台大抗SARS一号(8-羟基辛烷酸)-结构式: HO-CH2-(CH2)6-COOH-其分子结构细小，长约为1.5 nm。台大抗S
4、ARS一号作用机制放在指尖放在指尖 上的上的400400支支 排列整齐排列整齐 的无痛型的无痛型 微型针微型针 光触媒n化学物质其本身能降低反应所需 要的能量(活化能)，而促使化学 反应的发生或加速反应的速率， 但自己却不发生反应，此种物质 称为触媒(catalyst) 。n一般触媒需具有高的表面积，良 好的吸附脫附能力，才可具有良 好的催化效果。n光触媒是利用光能来产生 催化反应，常见有TiO2， 此外如Fe2O3, WO3, CdSe或ZnO都可做为光 触媒。n但Fe2O3不稳定会产生腐 蚀，而CdSe会有溶出问 题，而ZnO与水作用会产 生Zn(OH)2，使光触媒失 去活性，因此目前光触
5、媒 的材料以TiO2为主。光触媒的反应机制nTiO2为一种非直接能隙半导体 ，其能级为3.2eV，可吸收波 长小于380nm的紫外光，进而 使TiO2的电子由基态激发到激 发态，产生电子-电洞对。n分离的电子-电洞对会吸附TiO2 表面的氧分子或水分子进行氧 化还原反应，产生高活性的自 由基。TiO2UV Light氧化反应氧化反应基态激发态电子电洞能级还原反应还原反应H2OOHO2O2n但电子与电子洞必須在晶体內部相 遇结合前及时迁移到表面，因此晶体 的尺寸要小于某一尺寸才有光催化效 应。纳米金属粒子n银常用于抗菌纤维及纺织 品中，但一般以银离子系 统为主，容易与生物体中 的氯离子产生氯化银
6、沉淀 ，进而诱发人体过敏反应 产生。n纳米银粒子没有银离子的 缺点，但其限制在于稳定 性不佳，合成后储放易产 生凝聚形成微米级粒子， 另则为在高分子基材不容 易分散，而影响其应用。银离子银纳米粒子效应抑菌杀菌抑菌效果要达特定 浓度只要有杀菌 剂存在系列银离子系 列银原子团簇与氯离子 产生氯化 银沉淀会不会过敏反应有无将来的纳米药物制剂n智能化的纳米药物传输系统n超小型的血糖检测系统n微型药房n“智能炸弹”n纳米陷阱n分子马达n分子马达n利用人体内源性ATP作为 能量来源的分子马达n体外实验证明可以捕捉病 毒，并可以使病毒在入侵 细胞前失活分子马达脑功能的加强纳米科技 机械牙医清洁牙齿及口腔 （
7、去除口气）修补牙齿、牙肉蛀牙和牙周病从 此消失纳米科技 病毒杀手探测并毁灭人 人体內的病毒伤风感冒愛滋病毒SARS血管清道夫纳米机器人在疏通血管 纳米科技 医疗机械人药物会被送到指定的 地方消除毒素、美白皮肤治疗癌症、修补 ，更有机会长生不 老纳米技术-肿瘤早期诊断中的应用v 微小探针技术v 纳米生物细胞分离技术v 纳米细胞检疫器:纳米秤v 纳米激光Tuan和其同事研制的纳米探针，探测单个活细胞的纳米传感 器,当它插入活细胞时，可探知会导致肿瘤的早期DNA的损伤。 直径50纳米，外面包 银的光纤，尖部贴有 可识别和结合BPT的 单克隆抗体 微小探针技术细胞浸入含有苯并吡(BaP)的液体中苯并吡
8、(BaP)与细胞DNA的代谢生成BPT激发抗体和BPT生荧光光探测器接收探测早期DNA的损伤纳米技术-肿瘤早期诊断中的应用纳米生物细胞分离技术密度梯度离心制备SiO2 纳米微粒, 并将其表面包覆分子层制取含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液 将纳米SiO2 包覆粒子均匀分散到其中密度梯度离心实现对体内早期肿瘤细胞的发现对所需要的细胞进行分离纳米技术-肿瘤早期诊断中的应用纳米技术-肿瘤治疗 纳米载药微粒 纳米基因载体 纳米无机材料 纳米疫苗 磁介导热疗纳米载药微粒 尺度：直径10500 nm的固态胶体粒子 构造：药物通过溶解、包裹作用位于粒子内部, 或通过吸附、耦合作 用位于粒子表面 特点：长循
9、环、缓释、靶向纳米微粒 长循环 靶向、缓释物理化学导向生物导向纳米技术-肿瘤治疗利用药物载体的磁性特点，在外加磁场的作用下，磁性纳 米载体将富集在病变部位，进行靶向给药。纳米载药微粒：物理化学导向纳米技术-肿瘤治疗PEG-FA包裹的磁性纳米材料及其与BT-20细胞的结合能力修饰后的纳米磁性材料纳米技术-肿瘤治疗荧光修饰的抗体进行识别和定位利用抗体、细胞膜表面受体的专一性作用，将配位子结合在载体上，与目 标表面的抗原性识别器发生特异性结合，使药物能准确地作用于目的细胞。 纳米载药微粒：生物导向与抗体结合的纳米材料与肿瘤抗原的特异性结合纳米技术-肿瘤治疗纳米基因载体肿瘤的基因治疗：缺乏靶向性强、转
10、染效率高的基 因载体，临床效果不是很理想 纳米基因载体：缓释药物、靶向输送、保护核苷酸 、毒性小 脂质体基因载体 树状多聚体的基因载体纳米技术-肿瘤治疗表面正电荷与核苷酸发生静电作用，形成纳米载体与质粒DNA的复合 物。通过其表面阳离子与细胞膜上的糖蛋白及磷脂相互作用进入细胞质， 实现基因治疗。纳米阳离子脂质体纳米基因载体 1: 纳米脂质体基因载体纳米技术-肿瘤治疗以av3 整合蛋白为靶向的基因纳米材 料(a): av 3-NP/RAF(-)表达的ATPu -RAF与av3整合蛋白结合;(b):内皮 细胞凋亡(c): 肿瘤细胞饥饿死亡.纳米脂质体基因载体纳米技术-肿瘤治疗美国密西根州大学Jam
11、es等研制的对聚酰胺-胺型 (PAMAM)树突状聚 合物。装载了DNA的树突状聚合体注入组织，内吞作用的方式进入细胞， DNA分子释放出来，实现基因的整合。 纳米基因载体 2:树突状物的多聚体PAMAM纳米技术-肿瘤治疗磁介导热疗将纳米尺度的磁性颗粒定位于肿瘤组织，然后施 加一外部交变磁场，使材料因产生磁滞、驰豫或感应 涡流而被加热，这些热量再传递到材料周边的肿瘤组 织中，使肿瘤组织温度超过42，导致细胞的凋亡及 坏死，从而实现对肿瘤的治疗。纳米技术-肿瘤治疗磁介导热疗 1：磁性阳离子脂质体 阳离子脂质体中性脂质体纳米技术-肿瘤治疗磁介导热疗 2：抗体结合的磁性脂质体 纳米技术-肿瘤治疗四、总结与展望 纳米生物技术在疾病的诊治研究有很大的进展 纳米生物技术在医学临床上的应用将会飞速发展：靶向性治疗纳米技术，可望在15年内征服一部分恶性肿瘤 纳米基因载体将推进基因治疗的临床应用 纳米生物材料作为人体内植入物还存在某些弊端
