碳纳米管在药物和基因转运领域的研究进展

当前,国内外的许多研究小组都致力于开发出新型有效的药物和基因转运系统,用于改善多种治疗因子的药理学作用并降低其毒性。在纳米材料这一类中,碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）正逐步引起人们的关注。功能化的CNTs的两个关键优势在于它具有很强的细胞穿透能力和较低的细胞毒性,使其在药物和基因转运领域中的应用成为可能。CNTs可通过形成稳定的共价键或形成以非共价键为基础的超分子结合物来运载肽类、蛋白质、核酸和药物等活性分子,并将其运送至特定的组织、器官中以表达特殊的生物学功能。针对这一研究热点,本文综述了近几年国内外关于碳纳米管在药物和基因转运领域中的应用进展,并探讨了其毒性,以期为这一领域中的研究工作者提供参考。     

环糊精超分子聚合物在药物/基因递送载体领域的研究进展

超分子聚合物通常以非共价键作为构筑驱动力,其结构具有动态可逆的特点,在新型响应性聚合物材料中具有突出优势。环糊精可通过主客体识别作用与客体分子如二茂铁、偶氮苯、金刚烷、苯环等形成包合,以此构筑的超分子组装体展现出丰富的自组装-解组装特性、刺激响应性、较低的细胞毒性和较好的生物相容性,有望在药物/基因载体领域得到应用。本文从环糊精超分子聚合物的生物医用出发,着重对近年来环糊精超分子聚合物载体在药物控制释放、基因转染以及药物/基因共递送三方面的研究进展进行了总结和评述,并在此基础上展望了环糊精超分子聚合物的研究方向和发展趋势。     

超两亲分子在药物转运体系构筑中的应用

由超分子两亲化合物自组装形成的具有刺激响应性的纳米药物转运体系由于其能够有效提高药物的生物利用率、延长药物在血液中的循环和滞留时间、增加体系的稳定性等优点,近年来在以恶性肿瘤为代表的疾病的治疗和研究领域倍受关注.针对几类大环化合物的结构特征,主要概述了近年来基于其构筑的超分子两亲体在智能药物转运体系中的应用概况,分析了现阶段超分子纳米药物转运体系的优缺点,并指出其未来发展面临的机遇与挑战.     

胍类抗菌聚合物的构建及应用

抗菌与大众生活密切相关,药物或基因的有效传送对于现代医疗来说是个不可或缺的手段,而含胍聚合物在这两个方向都有其独特的性能,如胍类聚合物的杀菌方式是通过非特异性（静电）相互作用来实现的,从生物进化的角度来看,细菌很难对其产生抗药性. 其次,胍基与细胞膜磷脂中的磷酸根“牢固”的双氢键相互作用,使其在药物或基因的转运方面表现优秀. 同时,含胍聚合物对哺乳动物细胞相应低的或无毒性也为其应用扫清了障碍. 因此,本文基于现有的文献资料,归纳了含胍聚合物的构建方式和方法、综述了其在微生物抑制、药物或基因转运领域的应用.     

碳纳米管的细胞毒性

随着碳纳米管（CNTs）的大量生产和应用,它们对环境和人类健康可能带来不利的影响．因此,CNTs的生物效应和安全性研究引起科学家和各国政府的高度重视．扼要介绍了CNTs的体外毒性研究的主要结果,重点讨论了影响CNTs细胞毒性的诸多因素,包括CNTs的种类、所含杂质、CNTs的长度、直径和长径比、CNTs水溶性修饰以及细胞存活率的测定方法．然而,迄今CNTs细胞毒性研究取得的实验结果缺少可比性,分歧也屡见不鲜．为了更准确地评估CNTs对人类健康的潜在风险,我们认为细胞毒性检测中应该充分注意CNTs的化学修饰以及CNTs的定量表征等问题,尤为重要的是要加强CNTs细胞毒性的物理化学机制研究,逐步形成具有纳米毒理学自身特点的毒性检测方法和评估标准．     

一种仿细胞膜聚合物用于碳纳米管表面改性

以新型含有磷酸胆碱基的仿细胞膜两亲聚合物——胆固醇封端的聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱)(CPMPC)为表面稳定剂实现碳纳米管的表面改性,利用两亲聚合物中的胆固醇疏水段与碳纳米管表面进行非共价键的稳定结合,通过两亲聚合物中聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱)(PMPC)亲水段实现其水溶性和生物相容性.并以商业可获得的典型两亲分子,末端为胆固醇的聚氧乙烯(CPEG)和卵磷脂,为对照进行研究.研究表明CPMPC和CPEG均具有比卵磷脂更高的对碳纳米管进行分散的能力.而CPMPC改性的碳纳米管比CPEG改性的碳纳米管具有更优的稳定性和生物相容性,通过新型仿细胞膜聚合物改性的碳纳米管在生物医用领域有潜在应用.     

新型生物黏附性材料巯基壳聚糖的合成与表征

巯基聚合物利用二硫键的形成, 以共价键黏附于黏膜表面, 可以延长药物在黏膜上的滞留时间, 有利于药物分子的吸收. 本文合成了一种新型巯基聚合物——N-乙酰基-L-半胱氨酸-g-壳聚糖(CS-NAC), 并进行了表征, 同时对材料的溶胀度、黏附性和细胞毒性进行了测试. 结果表明, 这种巯基聚合物具有较高的巯基含量, 最高可达到589.3 μmol/g; 具有快速的溶胀性能; 黏附性显著增强, 黏附时间和黏附力分别是壳聚糖的30和3倍; 无明显的细胞毒性. 因此, CS-NAC是一种很有应用前景的生物黏附性材料.     

卟啉修饰碳纳米管研究进展

碳纳米管(Carbon Nanotubes,简称CNTs)独特的一维管状分子结构赋予其许多优良的物化性能。具有平面π共轭结构的卟啉分子与CNTs之间存在强烈的相互作用,利用卟啉修饰CNTs,可以通过共价和非共价两条途径实现。卟啉修饰CNTs不仅可以改善CNTs的溶解性能,而且还可以赋予其许多卟啉固有的优良性能。由此构筑的复合物体系在光电、催化、生物医用领域均显示出广阔的应用前景。本文系统总结了目前国内外利用卟啉修饰CNTs的相关研究成果,并对未来的研究进行了展望。     

基于动态共价键的自愈性水凝胶及其在医学领域的应用

自愈性水凝胶作为一种新型仿生智能材料受到了科研人员的广泛关注.近年来,人们利用动态共价键、超分子作用,发展了一系列自愈性水凝胶,并将其应用于药物控释、细胞三维培养、组织工程等生物医用领域.本文总结和评述了基于动态共价键的自愈性水凝胶及这些水凝胶作为药物载体的相关研究,并展望了基于动态化学的自愈性水凝胶的未来发展.     

唑类超分子药物研究与应用

基于非共价键力的超分子化学发展非常迅猛,在化学、物理、材料科学、信息科学以及医药等领域显示出广泛的应用前景和巨大的开发价值.唑类化合物如咪唑、噻唑、噁唑、吡唑、三唑、四唑和咔唑等具有特殊的含氮芳杂环结构,可通过非共价键力与无机物和/或有机物形成络合物超分子,表现出广泛的生物活性.近些年来,唑类超分子在医药领域发展迅速,已成为研究热点领域之一.结合本课题组相关研究工作,参考国内外近五年文献,系统地综述了唑类超分子作为药物在抗癌、抗细菌、抗真菌、杀虫、抗糖尿病、降血压、消炎等方面的研究与应用,并展望了其未来可能的发展趋势.