背景和目标:纳米医学和药物输送系统是一个相对较新但发展迅速的科学分支,它研究纳米和微米级材料作为诊断工具或载体,以可控的方式将治疗剂输送到体内的特定目标。由于全身给药面临着一系列无法通过传统方法解决的问题,开发新的治疗方案变得极为重要。结果:在本文中,我们提供了从我们的角度看最有趣和最有前途的策略的信息,这些策略使用不同性质和设计的各种纳米和微载体组合物、特殊的物理化学放大器、各种设备和方法来优化药物输送过程。本综述简要介绍了纳米医学和药物输送系统领域的最新进展,这些进展是由纳米材料、不同组成的药物载体、特定的物理化学放大器、各种设备和方法领域的最新成果推动的。体内给药的几种基本途径包括注射、植入和透皮给药,为改善局部治疗开辟了新途径,本综述对这几种途径进行了探讨和比较。所有这些途径都具有药物吸收、靶向、延长、时空准确性、减少剂量等诸多方面的优势,必须考虑到这些优势才能为特定疾病的治疗提供正确的方法。结论:本文综述了药物输送载体和装置的侵入性和非侵入性植入,以及透皮途径,这些途径可有效吸收药物,副作用最小。本文讨论的创新药物输送方法为有效治疗各种疾病开辟了道路,尤其是传统方法无法战胜的慢性疾病。尽管透皮给药是一种有前途的非侵入性治疗多种疾病的方法,但通过植入具有双向连接的药物输送装置可以更有效地治疗慢性疾病,这在未来可以大大改善生活质量。微电子、传感器和生物材料等新兴技术的多样性导致医疗行业发生巨大变化,出现了以治疗诊断学方式提供医疗的新系统。关键词:纳米医学、药物输送、治疗诊断学、植入、透皮系统。
多年来,点击和生物正交反应一直是人们研究的焦点。这些高性能化学反应的开发是为了满足当今生物环境中常用的化学反应通常无法提供的要求,例如选择性、快速反应速率和生物相容性。点击和生物正交反应在生物医学领域因纳米药物工程而受到越来越多的关注。在这篇综述中,我们研究了从 2014 年至今的一系列文章,使用术语“点击化学和纳米粒子 (NPs)”来强调这种类型的化学在涉及用于生物医学应用的 NP 的应用中的应用。这项研究确定了点击和生物正交化学在被动和主动靶向方面提供的主要策略,用于具有用于成像和癌症治疗的特定和多种特性的 NP 功能化。在最后一部分,还讨论了一种新颖且有前景的“两步”靶向 NP 的方法,称为预靶向 (PT);更详细地介绍了该策略的原理以及从 2014 年至今列出的所有研究。
纳米医学是利用纳米技术开发医疗诊断和治疗解决方案的科学领域。该领域出现于 20 世纪 80 年代的文献中,当时发表了第一篇涉及纳米医学应用的论文 ( 1 , 2 )。第二个重要里程碑是 20 世纪 90 年代推出前两种药物纳米医学产品 Doxil ® 和 Myocet ®,它们是携带化疗药物的脂质体。这些肿瘤学应用对于降低化疗毒性和提高疗效非常重要,从而改善了成千上万人的生活质量 ( 3 )。此外,纳米医学近期最相关的应用是 COVID mRNA 疫苗的开发,其中涉及使用脂质纳米颗粒(图 1 )。由于 RNA 序列不稳定,使用脂质纳米颗粒是保持寡核苷酸完整性的关键步骤。如果没有这些脂质纳米颗粒所提供的保护和稳定性,就不可能使用这些疫苗 (4)。事实上,由于此次疫情的重要性,并且这些疫苗已应用于数十亿人,我们可以说这是迄今为止纳米医学最具影响力的用途。此外,这些技术有可能用作其他医疗条件(如癌症和自身免疫性疾病)的新治疗平台,因为它们的其他用途正在不断研究中 (5,6)。在这样的历史背景下,我们向《肿瘤学前沿》提出了这个研究课题,旨在邀请作者发表纳米医学领域最新的科学和技术进展。近两年后,我们收到了 25 篇文章投稿,其中 10 篇被接受并收录在我们的特刊“纳米医学在癌症靶向和治疗中的应用”中。五篇原创文章、六篇评论文章和一篇系统评论文章被选中发表。在原创文章中,有一篇描述了用于封装藤黄酸的聚合物纳米颗粒,藤黄酸是一种常用于中药的植物化学化合物。作为主要结果,Kwan 等人展示了这种纳米载体对三阴性乳腺癌细胞的有效性,包括
无论是传染病学、眼科学还是肿瘤学,几十年来,许多学科对纳米药物作为对抗复杂病理的新工具的研究增长了十倍。自新冠疫苗推出以来,这一进程进一步加速。根据国际标准化组织的定义,纳米颗粒是一种“所有外部尺寸都在纳米级的纳米物体,纳米物体的最长轴和最短轴的长度没有显著差异”。1 在人类健康方面,纳米物体旨在保护、运输和提高化合物的溶解度,以便将活性成分输送到目标,最终目的是提高治疗指数。在这种情况下,纳米物体被称为纳米药物,可以通过不同的途径给药,例如口服、皮肤、静脉或肺部。在后一种途径中,纳米药物可以雾化或雾化以到达肺部深处。 2 这张海报总结了肺的组织和屏障、肺部途径的优势和特殊性以及一些通过该途径给药的现有纳米药物。
摘要纳米医学是一个快速增长的领域,它应用了纳米技术的原理来改善医疗保健,重点是诊断,治疗和预防疾病。纳米颗粒具有独特的特性,使其在医学中有用,包括高表面积与体积比和特定的靶向能力。本文回顾了制药行业中使用的不同类型的纳米医学及其潜在益处,以及靶向药物输送的机制。虽然纳米医学已经导致了全球销售疗法(如多克西尔和阿布拉辛)的发展,但必须解决监管和道德考虑,以确保安全和效力。还必须解决纳米医学在靶向药物输送中的局限性,例如有限的药物有效载荷能力和缺乏特异性。尽管面临挑战,但纳米医学的前景很有希望,有可能彻底改变个性化医学,改善疾病诊断和治疗,并支持组织再生和修复。与人工智能的整合可以导致更精确,有效的药物输送和疾病诊断。持续的研究人员,医疗保健提供者和行业合作伙伴之间的投资和合作可以帮助克服障碍,并释放纳米医学的全部潜力。总体而言,纳米医学是一个令人兴奋且有希望的领域,有可能显着改善医疗保健结果。
最近发现的铜离子诱导细胞死亡新途径“杯状凋亡”表明,这种新途径具有治疗异质性和耐药性癌症的新治疗潜力。目前,基于铜离子载体的疗法已被设计用于治疗癌症,利用铜离子作为阻止肿瘤增殖和促进细胞死亡的战略工具。然而,基于铜离子载体的疗法的局限性包括铜离子的非靶向递送、肿瘤蓄积率低和半衰期短。增强特异性的策略包括使用基于纳米技术的药物靶向细胞内杯状凋亡机制。此外,探索联合疗法的重要性怎么强调也不为过,因为它们是提高癌症治疗效果的关键策略。最近的研究报告了纳米药物的抗癌作用,这些药物可以在体外和体内诱导癌症杯状凋亡。这些以杯状凋亡为靶向的纳米药物可以利用铜离子的药代动力学特性提高递送效率,从而增强基于杯状凋亡的抗癌作用。本综述将总结铜离子与致癌作用之间的复杂关系,探讨铜稳态及其失调在癌症进展和致死率中的关键作用。此外,我们将介绍针对铜凋亡的纳米药物在癌症治疗方面的最新进展。最后,我们将讨论基于铜凋亡的纳米药物面临的挑战,以期为未来的发展方向。
1 四川大学华西医院生物治疗科,国家生物治疗重点实验室和肿瘤中心,四川成都 610041,中华人民共和国;2 四川大学华西医院肺癌中心,四川成都,中华人民共和国;3 四川大学华西药学院药物靶向与给药系统教育部重点实验室,成都,中华人民共和国;4 四川大学华西医院耳鼻咽喉头颈外科 / 深层地下空间医学中心,成都,中华人民共和国;5 四川大学深层地下工程智能建造与健康运行维护国家重点实验室,成都,中华人民共和国
1扬兹大学健康科学中心医学成像系,中国434023; mengyun-duan@yangtzeu.edu.cn(M.D.); chen_xg@yangtzeu.edu.cn(X.C。)2中国武汉430070的惠汉省孕产妇和儿童健康医院麻醉学系; zijun_wu@whu.edu.cn 3武汉大学武汉人民医院放射科,中国430060; rm003237@whu.edu.cn 4扬兹大学健康科学中心药理学系,中国434023; liulian@yangtzeu.edu.cn 5 NUS癌症研究中心(N2CR),新加坡新加坡国立大学,新加坡国立大学,新加坡117599; phcgbc@nus.edu.sg 6 Department of Pharmacology, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, Singapore 117600, Singapore 7 Cancer Science Institute of Singapore, National University of Singapore, Singapore 117599, Singapore 8 Department of Haematology-Oncology, National University Cancer Institute, Singapore 119228, Singapore * Correspondence: boxuren@yangtzeu.edu.cn(B.R.); csiwl@nus.edu.sg(l.w.)†这些作者为这项工作做出了同样的贡献。
纳米医学和纳米诊断是现代医学和医疗保健的最前沿,纳米颗粒可以为药物输送提供新的途径,并增强医学成像方式及其能力。新颖的纳米医学和纳米诊断者在设计中使用更复杂的化学物质来进行“触发”和“刺激反应性”药物输送,从而使有效载荷释放和降低毒性更大。与这些新的治疗剂和递送剂结合使用了医学成像技术,例如磁共振成像(MRI),正电子发射断层扫描(PET),超声和光学成像,以早日检测患病状态,增强生物治疗的基本理解分子过程和医疗治疗的基本了解。对这些临床成像技术必不可少的诊断成像剂在其靶向精度和准确性中继续发展,并将在非介入的临床成像,Precision Healthcare和治疗评估中发挥至关重要的未来作用。
Nanomedicine is a game changer in medical treatment due to its ability to revolutionize the way diseases are diagnosed, treated, and monitored. It has shown promise in improving the bioavailability and targeted delivery of drugs, reducing side effects, and enhancing therapeutic outcomes. These advancements illustrate the growing impact of nanomedicine on personalized healthcare, regenerative medicine, and targeted therapies creating a choice for more effective and accessible treatments in the near future. Its applications across various medical disciplines are expected to continue growing, offering new solutions to some of the most challenging health issues. Despite these advancements, challenges such as biocompatibility, toxicity, and regulatory hurdles remain. Ongoing research and collaboration among scientists, clinicians, and regulatory bodies are essential