生物医学中超页磁性纳米粒的关键理化性质及其的应用

《生物医学中超页磁性纳米粒的关键理化性质及其的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、生物医学中超页磁性纳米粒的关键理化性质及其的应用生物医学中超页磁性纳米粒的关键理化性质及其的应用　　磁性纳米粒子能在外加磁场作用下定向快速运动，从而可进一步缩短药物定向富集的时间，并且在交变磁场作用下，可以产生热效应，同时控制靶向药物的释放，被认为是一种比较理想的药物载体，在药物输运和定向治疗等方面具有巨大的应用潜力[1]。超顺磁性氧化铁纳米粒（super-paramagicironoxidenanoparticles，SPION）为近年来国内外靶向药物和医用纳米材料领域研究的最新进展，目前主要用于医学成像和疾病诊断、药物靶向治疗、肿瘤细胞的富集

2、和分离等领域。　　所谓"超顺磁性"一词引申自原子物理学中"原子自旋-自旋祸合"这一普遍物理学现象，是指某些具有磁性的颗粒，在晶粒尺寸足够小时，其热能κT（其中κ为玻尔兹曼常数，T为绝对温度）可足以引起晶粒自身在磁化方向上的波动，从而导致其磁化性质与顺磁体相似。超顺磁性可用物理性质测量系统检测证实，当粒子的磁滞回线图显示没有剩磁及矫顽力，说明纳米粒子呈超顺磁性。　　超顺磁性纳米粒子的粒径可在几纳米到几百纳米之间，除了具有一般磁性载药粒子的优点外，还具有以下优点：①比表面积大，载药率高，更易于在靶向部位浓集，实现低毒性：②链接

3、或载带的功能基团或活性中心多，易于药物的载带和控制释放：③操作和贮存过程中不易产生磁性团聚：④不易被网状内皮系统的吞噬细胞迅速吞噬清除。此外，超顺磁体与一般铁磁体不同，前者不存在磁滞现象，当去除外磁场后，剩磁立即消夫，这一特性使得SPION成为一种堪称理想的靶向药物纳米载体[2]。SPION由于具有在生物体本文由.LTDDS）[3]。　　超顺磁性载药纳米粒一般可采用共沉淀法、水热合成法、有机铁分解法[4]等方法先制备SPION，然后通过适当的药物载体，如中性葡聚糖、聚炕基氨基丙烯酸醋、磷脂酌胆碱、乙基纤维素等功能性分子作为祸合剂，将药物嫁接于纳米

4、粒形成超顺磁性载药纳米粒，这种纳米粒在外加磁场引导下可在体内定向移动，到达靶区形成高效滞留[5]。由于该种给药系统的大小只有十几个纳米，是靶向制剂中粒径最小的一种，具有独特的超顺磁性、小尺寸效应和界面效应，表现出许多优异的性能和功能。如可随血流运行有选择性地定位于肿瘤组织，能从高通透性的肿瘤血管中渗出，在细胞或分子水平上发挥药效作用，而对一般的正常组织无太大影响。　　1SPION传递药物的关键性质　　1.1大小与分布　　纳米粒子的大小主要是指粒子总体的直径大小，包括铁芯和祸合剂。通常的纳米技术主要集中在1～100nm，纳米药物的尺寸范围更大，约在

5、1～1000nm（即从几个原子到亚细胞）开展研究。SPION是纳米范畴中最小的纳米粒，其直径一般<30nm，它比细胞、病毒、蛋白质、基因等更小或者接近，这样有利于发生生物相互作用。当磁性纳米粒子的粒径小于其超顺磁性临界尺寸时，粒子进入超顺磁性状态，但是由于磁性纳米粒子的比表面能大以及粒子各向异性的偶极距作用很容易团聚。体内最小毛细血管的直径约为4?m，直径较大的粒子或者容易发生团聚反应的小粒子，会在肺部的毛细血管床上滞留形成栓子，如果静注给药后的粒子发生大量的沉淀反应则会导致严重后果，所以研究纳米粒子在血管中的表面电荷和团聚作用是非常重要的

6、。适合静注给药的纳米粒子直径一般在30～100nm，静注给药后，纳米粒作为外来物会被单核巨噬细胞的吞噬作用很快的排出体外。直径<4?m的颗粒会被网状内皮系统的吞噬吸收，主要发生在肝脏中（60%～90%），在脾脏中为3%～10%。如果纳米粒子的直径>100nm将会被肝脏细胞吞噬，而直径>200nm的纳米粒子，将会被脾脏的窦房结过滤。　　根据纳米粒子的大小，其摄取方式可分为吞噬作用（大小均可）和胞饮作用（粒子<150nm）。大的粒子主要通过吞噬作用摄取，而小的颗粒即可以通过吞噬作用也可以通过胞饮作用，并且粒子越大，细胞的吞噬作

7、用越强。在生理条件下，粒子直径>10nm，就不能渗透进入内皮组织。在病理条件下，如炎症或肿瘤浸润，渗透屏障的通透性会增强[6]。总之，无论在体外试验还是在体内试验中，纳米粒的摄取很大程度上都取决于纳米粒的大小。　　1.2生物毒性　　所有在临床上使用的药物都需要对其不良反应进行评估。SPION粒径小，可通过肺血屏障或经皮吸收进入生物体内，并透过组织间隙被细胞吸收。纳米材料比表面积大，粒子表面的原子数目多，又缺少相邻的原子，存在许多空键，因而具有很强的吸附能力与很高的化学活性。纳米材料易进入机体，有可能透过生物膜进入细胞内的细胞器，如线粒体、内

8、质网、溶酶体、高尔基体等，并与生物大分子结合或催化化学反应，从而改变生物大分子和生物膜的正常结构，对机体产生影响。　　较早研究纳米粒毒性