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纳米药物递送系统

设计能在血流中导航并将药物精确递送到肿瘤细胞的纳米粒子

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什么是纳米药物递送?

纳米药物递送使用1-500纳米的粒子,通过血流将药物直接运送到病变细胞。纳米粒子不是让药物充斥全身(导致副作用),而是像微型制导导弹一样——穿过血管,通过EPR效应穿透肿瘤渗漏血管,在需要的地方精确释放药物载荷。Pfizer和Moderna的mRNA COVID-19疫苗使用脂质纳米粒子证明了这项技术在全球范围内的可行性。

为什么这很重要?传统化疗在杀死癌细胞的同时也杀死健康细胞,造成严重副作用。纳米粒子递送可将肿瘤药物浓度提高10-100倍,同时将非靶标毒性降低80%。这意味着更有效的治疗和更少的副作用——有望变革癌症治疗、基因编辑(CRISPR递送)以及需要穿越血脑屏障的脑部疾病治疗。

📖 深入了解

类比 1

想象一下一个城市的邮件系统。传统药物就像从飞机上投下传单一样——每个人都会收到一份,包括那些不想要它们的人(副作用)。纳米药物输送就像雇用一名带有 GPS 的送货司机,将包裹直接送到正确的门口(肿瘤细胞),而其他人则不受干扰。

类比 2

将纳米颗粒想象成血液中的潜艇。它们具有隐形涂层 (PEG) 以避免敌人发现(免疫系统)、导航系统(靶向配体)以找到目标基地(肿瘤),以及仅在目的地激活的定时电荷(pH 触发释放)。

🎯 模拟器提示

初学者

从默认的 100nm 粒径开始 — 这是 EPR 效果的最佳范围

中级

尝试不同的靶向配体 — 抗体的肿瘤积累效果比被动 EPR 好 2.5 倍

专家

较低的 pH 敏感性 (4.0-5.5) 可在酸性肿瘤微环境中触发更快的释放

📚 术语表

Nanoparticle
1-1000nm 之间的颗粒用于封装药物并将其输送到特定的身体部位并控制释放。
Liposome
封装药物的脂质双层球形囊泡,最成功的纳米递送系统(例如 Doxil)。
EPR Effect
增强的渗透性和保留——由于脉管系统渗漏,纳米颗粒倾向于在肿瘤中积聚。
PEGylation
用聚乙二醇涂覆纳米颗粒以逃避免疫检测并延长循环时间。
Targeted Delivery
将配体(抗体、肽)附着到纳米颗粒上,使它们特异性地结合到患病细胞上。
Lipid Nanoparticle
LNP — 提供 mRNA COVID-19 疫苗的脂质载体(辉瑞/Moderna),彻底改变了纳米医学。
Polymeric Micelle
由嵌段共聚物自组装的纳米结构,用于疏水性药物封装。
Theranostics
纳米颗粒结合了治疗和诊断,可同时进行成像和药物输送。
Blood-Brain Barrier
大多数药物无法穿过的高度选择性膜保护大脑——这是纳米递送的一个关键挑战。
Controlled Release
随着时间的推移或响应 pH、温度或酶,从纳米载体中编程释放药物。

🏆 关键人物

Robert Langer (1976)

麻省理工学院教授开创性地使用聚合物纳米粒子控制药物输送,拥有 1,400 多项专利

Katalin Karikó (2005)

诺贝尔奖获得者(2023 年)的 mRNA-LNP 研究使 COVID-19 疫苗成为可能,验证了大规模纳米递送

Vladimir Torchilin (1990s)

开发多功能药物纳米载体和免疫脂质体的东北教授

Kazunori Kataoka (1990)

东京大学研究人员开创了用于癌症药物输送的聚合物胶束

Pieter Cullis (2018)

UBC 教授共同发明了辉瑞 BioNTech COVID-19 疫苗中使用的脂质纳米颗粒技术

🎓 学习资源

💬 给学习者的话

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