中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室谢志刚

youwuyang

Nanoscale metal-organic frameworks for drug delivery: a conventional platform with new promise
Lei Wang, Min Zheng, Zhigang Xie*
J MATER CHEM B, 6(5), 707-717, 2018


如何缓解实体肿瘤高的耐药性以及提高临床上常用的化疗药物的生物利用度，增强最终的治疗效果是当前化疗面临的主要挑战。比较有效的策略是设计合成出可控的纳米药物担载体系，延长血液循环时间，避免药物在输送过程中被清除；此外，纳米材料自身所具备的纳米尺寸效应还能够有效的提高所担载的化疗药物在肿瘤组织的渗透和蓄积，从而杀死癌细胞。常用的药物载体可分为有机高分子、生物蛋白和无机材料等三大类，上述材料都存在各自的优点和缺点。
近年来，由金属节点（金属离子或金属氧簇）与有机配体分子彼此之间通过形成配位键而形成的金属-有机框架（Metal-organic frameworks, MOFs）备受关注。这种具有规则网络结构的MOF材料特色在于其大的孔洞结构、大的比表面积、结构和组分可调节，在催化、气体吸附和储存、光电磁等方面拥有广泛的应用前景。除了具有上述特点以外，MOF自身所具有的酸依赖的生物可降解性，也可被加以利用用来设计药物载体，并有大量的文献报道。尽管对于MOF应用于生物医药领域已经有十余篇综述性文章报道，但是对于MOF药物释放体系中药物的担载方式以及其优缺点还未有报道。
J. Mater. Chem. B, 6, 707

如图所示，根据所担载的药物客体分子与主体MOF框架的相互作用，以及客体分子在担载系统中所起的作用，我们将MOF的担载方式分为三种，包裹策略、直接组装策略和后合成策略。尺寸匹配是包裹策略能否成功的首要条件。高的药物分子担载量是直接组装策略的最大优势，但是制备的载药体系的稳定性是其面临的一个挑战。对于后合成策略，这种策略是一种崭新的策略，具有广泛的普适性，可以通过基于配体的共价键形成以及基于金属节点的配位组装来实现药物的高效担载，也可以用来制备复合材料，在整个的后合成过程中框架的结构、纳米颗粒的尺寸和形貌没有明显的改变。这些都在我们课题组之前的工作中得到的充分的证明。