纳米医学与生物治疗发现杂志
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仿生纳米技术作为药物输送系统

艾哈迈德·乌

在过去十年中，医疗保健技术的发展一直是人们关注的焦点。纳米治疗平台的兴起见证了对抗癌症等致命疾病的最新进展。人们已经对脂质体、纳米乳液、树枝状聚合物和胶束等纳米技术系统进行了大量研究，最近碳纳米管和量子点因其治疗和诊断能力而受到关注。这些系统大多数用于改善某些药物的溶解度和生物利用度，并在一定程度上提高靶向能力。然而，这些系统中使用的纳米材料的毒理学和环境问题引起了研究人员的警惕，从而迫使研究人员寻找新的途径将药物输送到目标部位。在这十年中，仿生和仿生药物输送系统急剧增长。仿生平台模仿体内的天然成分，使其在输送药物方面更加安全和有效。

自几十年前推出以来，纳米技术已经为医疗保健行业提供了有前途的解决方案。纳米技术已广泛用于诊断和治疗目的。脂质体、树枝状聚合物、纳米乳液、胶束和碳纳米管等平台已被有效地用于癌症治疗。这些系统还具有最大限度地减少与药物相关的缺点（如溶解度、稳定性和生物利用度）的优点。纳米技术已触及生活的各个领域，包括食品和化妆品行业。这一成功受到科学界的广泛认可，并日益提供更新的应用。然而，一些研究人员对纳米材料在体内的毒性提出了真正的担忧。由于纳米粒子的尺寸极小，因此它们可以到达组织和细胞的深处。研究人员对其从体内的消除表示担忧。一些研究表明，无机纳米材料会沉积到组织深处，对人体造成严重的副作用。使用有机和 纳米配方中的可生物降解物质在一定程度上减少了这个问题。然而，完整安全可靠的方法是成功输送药物的必要条件。这就是仿生输送系统显示其重要性的地方。据观察，模仿自然界在体内运输物质和细胞的方式有助于增强药理活性并减少与药物相关的不可避免的副作用。

先进的药物输送系统就像一台超级计算机。它提供“硬件”和“软件”组件，用于控制药物的处理和给药，调节局部或全身释放，还可以感知药物在到达作用位点的过程中必须通过的微环境。仿生药物输送系统的设计与在体内持续运输的生物分子相似。仿生学最近被定义为一个新兴的科学领域，包括研究自然如何设计、加工和组装/拆卸分子构件来制造高性能软材料和矿物聚合物复合材料，然后应用这些设计和工艺来设计新的材料。具有独特性质的分子和材料。红细胞等生物分子，细菌菌影和基因工程干细胞和树突状细胞已被广泛用于药物输送目的并被接受。它们独特的特性使它们适合体内研究。例如，重新密封的红细胞已被广泛用于纳米颗粒的递送。药物可以掺入红细胞的核心内部或附着在表面以成功输送药物。细菌利用菌毛和鞭毛丝将自身附着在人体粘膜上。细菌的这种独特特性可用于纳米颗粒的粘膜粘附药物输送。类似的灵感来自于类似 Velcro 的钩环紧固件、受壁虎启发的（基于几何的）粘合剂和贻贝粘合剂蛋白，以实现成功的药物输送。

通过仿生机制输送的药物往往会在人体内保留更长时间，并制定独特的策略来逃避宿主免疫系统。用于开发仿生输送系统的细菌是非致病性的，并且通常被认为是安全的（GRAS）。其中一些包括用于蛋白质生产的乳酸乳球菌和能够在口腔、鼻腔和阴道腔粘膜表面定殖的戈登链球菌。除了产生细胞因子和酶之外，减毒的病原细菌也被用来靶向肿瘤。同样，研究人员开发了一种被称为“微型机器人”的纳米机器，它基本上是细菌，用于装载纳米颗粒，以便在所需位置成功递送。