纳米技术的未来

        各国政府对纳米技术的大量投资反映出对这种新技术的高度重视。例如，美国在2005～2008年将投入37亿美元，欧洲的第6个框架计划于2002～2006年投资14亿欧元，而日本在2004年花在纳米技术方面的资金在8.75亿美元左右。纳米技术的多种潜在用途使得它在各个领域有着广泛的应用前景。例如，在医学方面包括实验室诊断、体外诊断造影、药物发现和开发过程、药物输送、生物利用度和新生物材料开发等。医疗保健领域的纳米技术通常被称为‘纳米生物技术’或‘纳米医学’。据弗罗斯特-苏利文(FS)公司2005年一份研究报告估计，‘世界纳米生物技术市场’仅占全球纳米技术业的8%。即便如此，美国NSF(国家科学基金会)预测，在今后10～15年纳米技术将会对1,800亿美元的美国药品市场产生影响。据市场分析公司NanoMarkets估计，纳米技术衍生的药物输送产品和服务世界总市场规模在2005年能达到2.6亿美元，占药物输送总市场的0.6%。该公司预测，这个特殊部分的价值将以65.9%的复合年增长率(CAGR)增长，到2012年将达到48亿美元，占药物输送总市场的5.2%。

        也许纳米颗粒最重要的特性是，在这个大小范围内的药物分子配方是提高药物溶解度和生物利用度的一个有效的办法。据估计，从药物发现产生的所有新化学实体(NCE)有40%～50%存在必须在商业化之前解决的溶解度问题。此外，多达10%的现有药物由于水溶解度差而面临疗效问题。一家技术评估和咨询以司Technology  Catalysts指出，2003年溶解度差和低生物利用度分子的世界总销售额约为720亿美元，2002年为640亿美元。

        从临床的角度，水溶解度差的药物通常与不良和变化极大的生物利用度、起作用慢、食物影响(病人是否饮食或空腹状态)有关和(对于注射用药)由于配方用了辅助-溶剂而导致潜在的不良副作用。这些可能导致亚最佳性能和临床效果差。改善药物溶解度技术是基于这样的事实，当药物颗粒的大小减小到纳米范围时，其总表面积显著增加，从而增加药物的溶解度和溶解。这转而提高药物的生物利用度，故可使用更小的剂量。有几种减小药物颗粒大小的方法，包括：1)粉碎和均化，通常随后加入稳定剂或更深层次的配方剂以防止纳米颗粒重新团聚，例如，Elan公司的NanoCrystal和Baxter公司的Nanoedge技术；和2)将药物负载在一种生物材料载体的纳米孔内，如pSivida公司的BioSilicon技术。大多数这些技术都适用于范围广泛的剂型，并能配方成例如口服、注射、鼻内或肺内给药。美国FDA现在批准的几种融入纳米技术以解决溶解度问题的产品包括Merck公司采用NanoCrystal技术制造的呕吐治疗药Emend和American  Pharmaceutica  Partner公司的Abraxane，它输送与白蛋白结合的抗癌药紫杉醇纳米颗粒。

        制药公司也在关注采用纳米大小颗粒运载体以靶向输送药物到特定的细胞和组织。靶向会受到组成和运载体的载荷或与表面连接的配体的影响。目前有几种纳米颗粒方法在用于癌治疗。最近，美国MIT(麻省理工学院)的科学家开发了一种称为“纳米细胞”的新纳米颗粒技术。纳米细胞的外膜和内膜分别与抗血管生成药和化疗药结合。纳米细胞的直径刚好小于200nm，小得足以进入为肿瘤提供养分的血管，但却不能进入正常细胞。理论上，一旦进入肿瘤内，外膜分裂释放出抗血管生成药，这可使肿瘤血管瓦解。而随着内膜破坏，释放出的化疗药将肿瘤杀死。临床前研究显示良好苗头。

        除了药物靶向外，纳米颗粒也可用作输送运载体。各种技术，包括BioSante公司的磷酸钙(CAP)技术和BioDelivery  Sciences公司的纳米蜗管技术正在开发用于输送肽、蛋白质或DNA基疫苗，其中抗原被掺入到纳米颗粒结构内。由于这种载体体积小能更有效地使带抗原的颗粒进入呈递抗原细胞内，以刺激免疫应答增强。最终目的是刺激体液(抗原-专属性抗体)和细胞介导(细胞毒性T淋巴细胞)免疫应答，后者对治疗和预防细胞内病毒病原体如HIV尤为重要。

        纳米技术用于药物输送的另一方面是开发控释配方。这方面的技术有pSivida公司将药物置入多孔纳米结构基质内，随着基质的生物降解将药物释放的BioSilicon技术，释放速度可通过改变基质的物理性质加以控制。纳米技术也用于以植入装置的形式控制药物释放，例如，iMEDD和DebioTECH公司分别在开发NanoGate和DebioSTAR，药物储存在其内的聚合物储库内，通过纳米多孔膜释放，可长达6个月。在药物-装置方面，正在开发新的纳米结构的生物材料，可以塑造或加工成特定的形状或覆盖在现有材料的表面。这些生物材料使药物-装置界面的开发成为可能，例如在矫形和创伤处理方面。当前值得注意的药物-装置产品是药物洗脱性支架，它已被证明极为成功，并在美国已形成一个27亿美元规模的市场。

                            下表列出一些利用纳米颗粒的技术

纳米技术            简介                                                    应用或潜在应用

脂质体                由一个以上的磷脂双层膜组成的    脂质体包封可增强循环持久

                            囊                                                        性、组织靶向性。市场上已 (责任编辑：泉水)

搜索

热门标签:

纳米技术的未来