1、第5章 纳米药学,纳米药物的定义,药剂学中的纳米粒或称纳米载体与纳米药物，其尺寸界定于11000nm之间。纳米载体是指溶解或分散有药物的各种纳米粒。纳米药物则是指直接將原料药物加工成纳米粒。,纳米药物的分类,纳米乳剂 纳米脂质体纳米粒药物 固体脂质纳米粒 纳米囊与纳米球磁性纳米药物温度敏感性、pH敏感性、光敏感性纳米药物免疫纳米药物纳米中药，等,纳米药物的优势,纳米级药物载体可以进入毛细血管，在血液循环系统自由流动，还可穿过细胞，被组织与细胞以胞饮的方式吸收，提高生物利用率。纳米载体的比表面积高，水溶性差的药物在纳米载体中的溶解度相对增强，克服无法通过常规方法制剂的难题。纳米载体经特殊加工后可
2、制成靶向定位系统，如磁性载药纳米微粒。可降低药物剂量减轻副作用。,纳米药物的优势,延长药物的体内半衰期，藉由控制聚合物在体内的降解速度，能使半衰期短的药物维持一定水平，可改善疗效及降低副作用，減少患者服药次数。可消除特殊生物屏障对药物作用的限制，如血脑屏障、血眼屏障及细胞生物膜屏障等，纳米载体微粒可穿过这些屏障部位进行治疗。,纳米药物尺度的优势,大分子和颗粒进入和排出细胞,胞 饮 吞 噬,胞 吐,毛细血管床的过滤作用,纳米微粒的大小影响药物的生物利用率。脾静脉管中內皮细胞的间隙为200500nm，因此长效型微粒最好不要超过200nm大小。而肾脏肾小球中內皮细胞的间隙在4060nm间，过小的微粒
3、会被过滤出。要使纳米载体在血液循环中流通时间增加，必须控制载体大小的范围。,纳米靶向药物,门控纳米材料包容机理,纳米尺度的“墙”可以部分溶解，然后在合适的条件重新建立，从而将荧光标记的药物包容在内部,金的纳米壳层用于药物释放,纳米壳层也是一种纳米颗粒，包含两层同心圆，外壳是金属(如：金)，再由另一种介电物质(通常是硫化金或氧化砂)作为核心组成的纳米颗粒。,纳米科技运用于抗菌的应用实例,台大抗SARS一号光触媒纳米金属粒子,台大抗SARS一号,Size:80-140nm,台大抗SARS一号(8-羟基辛烷酸) -结构式: HO-CH2-(CH2)6-COOH -其分子结构细小，长约为1.5 nm。
4、,台大抗SARS一号作用机制,放在指尖上的400支排列整齐的无痛型微型针,光触媒,化学物质其本身能降低反应所需要的能量(活化能)，而促使化学反应的发生或加速反应的速率，但自己却不发生反应，此种物质称为触媒(catalyst) 。一般触媒需具有高的表面积，良好的吸附脫附能力，才可具有良好的催化效果。,光触媒是利用光能来产生催化反应，常见有TiO2，此外如Fe2O3, WO3, CdSe或ZnO都可做为光触媒。但Fe2O3不稳定会产生腐蚀，而CdSe会有溶出问题，而ZnO与水作用会产生Zn(OH)2，使光触媒失去活性，因此目前光触媒的材料以TiO2为主。,光触媒的反应机制,TiO2为一种非直接能隙
5、半导体，其能级为3.2eV，可吸收波长小于380nm的紫外光，进而使TiO2的电子由基态激发到激发态，产生电子-电洞对。分离的电子-电洞对会吸附TiO2表面的氧分子或水分子进行氧化还原反应，产生高活性的自由基。,H2OOH,O2O2,但电子与电子洞必須在晶体內部相遇结合前及时迁移到表面，因此晶体的尺寸要小于某一尺寸才有光催化效应。,纳米金属粒子,银常用于抗菌纤维及纺织品中，但一般以银离子系统为主，容易与生物体中的氯离子产生氯化银沉淀，进而诱发人体过敏反应产生。纳米银粒子没有银离子的缺点，但其限制在于稳定性不佳，合成后储放易产生凝聚形成微米级粒子，另则为在高分子基材不容易分散，而影响其应用。,将
6、来的纳米药物制剂,智能化的纳米药物传输系统超小型的血糖检测系统微型药房“智能炸弹”纳米陷阱分子马达,分子马达,利用人体内源性ATP作为能量来源的分子马达体外实验证明可以捕捉病毒，并可以使病毒在入侵细胞前失活,分子马达,脑功能的加强,纳米科技 机械牙医,清洁牙齿及口腔（去除口气）修补牙齿、牙肉蛀牙和牙周病从此消失,纳米科技 病毒杀手,探测并毁灭人人体內的病毒伤风感冒愛滋病毒SARS,血管清道夫,纳米机器人在疏通血管,纳米科技 医疗机械人,药物会被送到指定的地方消除毒素、美白皮肤治疗癌症、修补，更有机会长生不老,纳米技术-肿瘤早期诊断中的应用,微小探针技术 纳米生物细胞分离技术 纳米细胞检疫器:纳
7、米秤 纳米激光,Tuan和其同事研制的纳米探针，探测单个活细胞的纳米传感器,当它插入活细胞时，可探知会导致肿瘤的早期DNA的损伤。,直径50纳米，外面包银的光纤，尖部贴有可识别和结合BPT的单克隆抗体,微小探针技术,纳米技术-肿瘤早期诊断中的应用,纳米生物细胞分离技术,密度梯度离心,纳米技术-肿瘤早期诊断中的应用,纳米技术-肿瘤治疗,纳米载药微粒,纳米基因载体,纳米无机材料 纳米疫苗 ,磁介导热疗,纳米载药微粒,尺度：直径10500 nm的固态胶体粒子构造：药物通过溶解、包裹作用位于粒子内部, 或通过吸附、耦合作用位于粒子表面特点：长循环、缓释、靶向,纳米微粒 长循环 靶向、缓释,物理化学导向
8、生物导向,纳米技术-肿瘤治疗,利用药物载体的磁性特点，在外加磁场的作用下，磁性纳米载体将富集在病变部位，进行靶向给药。,纳米载药微粒：物理化学导向,纳米技术-肿瘤治疗,PEG-FA包裹的磁性纳米材料及其与BT-20细胞的结合能力,修饰后的纳米磁性材料,纳米技术-肿瘤治疗,荧光修饰的抗体进行识别和定位,利用抗体、细胞膜表面受体的专一性作用，将配位子结合在载体上，与目标表面的抗原性识别器发生特异性结合，使药物能准确地作用于目的细胞。,纳米载药微粒：生物导向,纳米技术-肿瘤治疗,纳米基因载体,肿瘤的基因治疗：缺乏靶向性强、转染效率高的基因载体，临床效果不是很理想,纳米基因载体：缓释药物、靶向输送、保
9、护核苷酸、毒性小,脂质体基因载体 树状多聚体的基因载体,纳米技术-肿瘤治疗,表面正电荷与核苷酸发生静电作用，形成纳米载体与质粒DNA的复合物。通过其表面阳离子与细胞膜上的糖蛋白及磷脂相互作用进入细胞质，实现基因治疗。,纳米阳离子脂质体,纳米基因载体 1: 纳米脂质体基因载体,纳米技术-肿瘤治疗,以av3 整合蛋白为靶向的基因纳米材料(a): av 3-NP/RAF(-)表达的ATPu-RAF与av3整合蛋白结合;(b):内皮细胞凋亡(c): 肿瘤细胞饥饿死亡.,纳米脂质体基因载体,纳米技术-肿瘤治疗,美国密西根州大学James等研制的对聚酰胺-胺型 (PAMAM)树突状聚合物。装载了DNA的树
10、突状聚合体注入组织，内吞作用的方式进入细胞，DNA分子释放出来，实现基因的整合。,纳米基因载体 2:树突状物的多聚体,PAMAM,纳米技术-肿瘤治疗,磁介导热疗,将纳米尺度的磁性颗粒定位于肿瘤组织，然后施加一外部交变磁场，使材料因产生磁滞、驰豫或感应涡流而被加热，这些热量再传递到材料周边的肿瘤组织中，使肿瘤组织温度超过42，导致细胞的凋亡及坏死，从而实现对肿瘤的治疗。,纳米技术-肿瘤治疗,磁介导热疗 1：磁性阳离子脂质体,纳米技术-肿瘤治疗,磁介导热疗 2：抗体结合的磁性脂质体,纳米技术-肿瘤治疗,四、总结与展望,纳米生物技术在疾病的诊治研究有很大的进展 纳米生物技术在医学临床上的应用将会飞速发展：靶向性治疗纳米技术，可望在15年内征服一部分恶性肿瘤 纳米基因载体将推进基因治疗的临床应用 纳米生物材料作为人体内植入物还存在某些弊端,
