了解Covid-19疫苗中的纳米技术

中国科学院信息科学家鲁米安娜·坦乔夫于2021年2月18日发表的文章

脂质纳米颗粒是新辉瑞/生物科技和Moderna mRNA COVID-19疫苗的重要组成部分,在保护和有效运输mRNA到细胞中的正确位置上发挥关键作用。它们是下一代脂质体纳米技术并且非常适合稳定和有效地交付各种治疗方法。

虽然mRNA疫苗已经获得了许多全球兴趣,因为它们是一种新型药物,但脂质纳米颗粒在20世纪60年代的脂质体发现以来,在药物递送系统(DDS)的主流中持有了公认的位置。让我们仔细看看脂质体是什么,他们的进化和在其他行业中使用的潜力。

脂质体-脂质纳米颗粒的前体

脂质体是在水中自发形成的封闭脂质双层囊泡(见图1A)——本质上是一种脂肪囊。他们是发现在20世纪60年代及其潜在的有效药物递送系统几乎立即被认可。在过去的几十年里,科学家们已经致力于控制他们采取行动的脂质体的设计,它们在身体中循环多长时间,并且当它们的内容被释放。

脂质体已被证明是一种非常通用的纳米载体平台,因为它们既可以在封闭的水性内部运输亲水性药物,也可以在脂质双分子层的碳氢链区域运输疏水性药物(见图1B)。

它们在治疗学上非常重要,推动了药物的发展,并在许多临床试验中被用于抗癌、抗炎、抗生素、抗真菌和麻醉药物传递以及基因治疗的传递。事实上,脂质体是第一个从概念成功过渡到临床应用的纳米药物传递平台。有许多已获批准的药物制剂,例如,用于输送治疗卵巢癌的化学抑制剂阿霉素的Doxil,用于输送肝炎疫苗的蛋白抗原的Epaxal,以及更多正在研发中的药物。了解它们是如何开发的将有助于我们发掘未来的潜在用途。

图1所示。(A)脂质体;(B)脂质体包埋疏水性和亲水性药物;(C)靶向配体功能化的免疫脂质体;(D)空间稳定(“隐形”)的脂质体与惰性聚合物功能化,如PEG。
图1所示。(A)脂质体;(B)脂质体包埋疏水性和亲水性药物;(C)靶向配体功能化的免疫脂质体;(D)空间稳定(“隐形”)的脂质体与惰性聚合物功能化,如PEG。

进化为靶向给药系统

脂质体虽然有这些好处,但也有一些缺点:它们在血液中的循环时间短,在人体内不稳定,缺乏选择性靶向。为了克服这些挑战,他们的建设有几个关键的进展:

  1. 为了增强组织靶向,已经用配体或抗体改性脂质体表面,其允许脂质体识别和结合细胞上的特异性受体(图1C)。这些被称为免疫脂质体。
  2. 为了改善血液流中的寿命,表面已经涂覆在生物相容性惰性聚合物中,例如PEG(图1D),其未被发现。
  3. 为了提供封装的药物的控制释放,科学家设计了设计对温度和pH水平敏感的刺激敏感脂质体。在制剂中脂质的刺激触发相转变期间提高了膜渗透性。

脂质纳米颗粒具有比传统的脂质体更复杂的内部脂质结构和最小的内部水性存在。通过开发固体脂质纳米颗粒(SLN)和纳米结构脂质载体(NLC)来实现进一步增强的物理稳定性,用于解决基于乳液的制剂的主要限制之一。缔约肌是最新的改进,其是由立方相中的脂质形成的高度稳定的纳米颗粒,并通过基于聚合物的外部电晕稳定。继续阅读这里

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