介孔二氧化硅在药物递送系统中的研究进展
崔 妍#，汪顺浩#，潘雪婷，申鹤云，刘惠玉
【摘 要】近年来，介孔二氧化硅作为药物载体已成为国内外的研究热点之一，主要归因于其比表面积和孔容较大、表面易修饰、生物相容性好。本文中，笔者综述了多种介孔二氧化硅药物递送系统，探讨了其性能对药物递送效率的影响，并总结了近年来基于介孔二氧化硅的刺激响应性药物递送系统以及其生物安全方面的研究进展。 【期刊名称】生物加工过程 【年(卷),期】2018(016)001 【总页数】10
【关键词】介孔二氧化硅；药物递送；刺激响应性；生物相容性
近年来，纳米技术的发展为克服临床传统药物溶解度低、选择性弱、生物分布性及药代动力学差等诸多问题带来了曙光。目前，多种纳米材料，如二氧化硅、脂质体、碳材料、层状氢氧化物以及聚合物[1-2]等均被报道可用于药物递送的载体。然而，这些新型药物载体系统仍有较多局限，例如：二氧化硅溶胶和药物的直接混合会导致药物的非均匀分散，从而使药物的释放速率受到样品批次的影响[3]。脂质体载体稳定性较差，且易被网状内皮系统清除，致使到达病灶区的药物较少[4]。此外，也有研究表明，一些交联的壳聚糖微球生物相容性较差[5]。因此，理想的纳米药物载体系统应当满足生物安全性好、结构与缓控释性能稳定等基本条件。
2001年，Vallet-Regí等[1]首次提出了使用介孔材料MCM-41(Mobil composition of matter-41)作为新型药物递送系统，从而掀起了介孔二氧化硅
作为药物递送载体的研究热潮[6]。已有研究表明，介孔二氧化硅具有多种优异的理化性质，如良好的体内外生物相容性、热稳定性等，使其十分适用于药物载体[7-8]。而其结构上的优势，如可调的孔径、高孔容及高比表面积，则可以保证多种药物分子的有效负载和封装[9-10]。另外，被多种基团表面修饰后介孔二氧化硅可以对多种外源及内源性刺激(如光、pH和温度等)具有响应性，进而使药物能够可控释放[11-13]。
本文中，笔者首先介绍了目前广泛应用于药物递送系统的主要介孔二氧化硅体系；其次，针对介孔二氧化硅的结构特性，探讨了药物递送效率的重要影响因素(孔径、孔容和比表面积等)，并总结了近年来基于介孔二氧化硅的主要刺激响应性药物递送系统；最后，阐述了该系统在生物相容性方面的研究进展，期望为今后开发新的药物递送系统提供依据。
1 介孔二氧化硅药物递送系统
1.1 MCM结构的介孔二氧化硅
MCM是mobil composition of matter的简称。MCM系列的介孔二氧化硅主要是美孚石油公司以硅酸乙酯为硅源，通过胶束软模板法合成。在MCM系列中，针对MCM-41的研究最为普遍。MCM-41具有由规整的圆柱形介孔排列而成的一维孔道结构，孔径可以在2.0～6.5 nm之间调节[14](图1)。正是由于具有这种有序可控的孔道结构，MCM-41可以使药物均匀地装载，并实现药物的有效递送。
Qu等[15]利用MCM-41系统作为水溶性药物卡托普利的载体，发现其可以使药物缓慢可控地释放。Mathew等[16]利用N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]苯胺和苯基三甲氧基硅烷修饰的MCM-41来用作难溶性药物的载体。Rakhshaei等
[17]将掺入氧化锌的MCM-41作为药物载体，并与羧甲基纤维素水凝胶组合制备形成了柔性纳米复合水凝胶膜，再用四环素研究了纳米复合水凝胶膜的药物递送性能，结果显示四环素可以持续可控地释放。
MCM-48是MCM体系中另一类重要的介孔二氧化硅材料。与MCM-41的单向孔道不同，MCM-48具有两套相互独立的三维立方螺旋孔道网络结构，因而具有比MCM-41更高的吸附动力学参数，且传质更快[18]。Izquierdo-Barba等[19]对负载布洛芬的MCM-48进行了体外释药研究，结果表明，MCM-48也可以作为良好的药物递送载体。 1.2 SBA结构的介孔二氧化硅
SBA是santa barbara amorphous的简称。SBA系列的介孔二氧化硅是利用嵌段型表面活性剂通过软模板法来合成，具有高度有序的六边形结构，孔径在5～30 nm范围内可调[20]。其中，研究较为广泛的是SBA-15。由于其孔壁较厚，相对于MCM系列材料来说，SBA-15的水热稳定性更好，且SBA-15的孔径通常大于MCM-41的孔径，这对药物分子体积的限制作用会更小。 Wang等[21]分别用SBA-15以及氨丙基修饰的SBA-15作为黄芩苷的药物载体，其中药物的负载量分别为36.3%和39.1%(质量分数)，药物的释放量则分别为72.2%和98.4%。类似地，Eren等[22]用氨丙基修饰的SBA-15以及硼掺杂的SBA-15作为难溶性药物塞来昔布的载体，结果表明：前者可以使药物缓慢可控地释放，而后者则表现为突释。这均揭示了药物释放行为高度依赖于SBA-15不同的表面性质。近期，Cussa等[23]利用SBA-15作为镇痛药酮咯酸氨丁三醇的药物载体，显著改善了该药的控制释放行为，并增强了镇痛效果。 1.3 HMS结构的介孔二氧化硅
介孔二氧化硅在药物递送系统中的研究进展
