共價有機框架材料在藥物遞送中的應用進展

背景介紹藥物遞送系統(tǒng)（DrugDeliverySystem，DDS）通過增強藥物對靶點的傳遞，最大限度地減少藥物在遞送過程中的流失，促進患者的依從性從而改善患者的健康。2000年隨著納米醫(yī)學興盛，開始使用納米顆粒進行藥物遞送。由于納米載體可能存在潛在危害，因此藥物遞送系統(tǒng)需要具備無毒、高載藥量等條件。共價有機框架（COFs）是一類由C、H、N、O、B等輕質元素組成，通過共價鍵連接形成的多孔結晶有機聚合物。本文亮點1介紹了COFs及其復合材料的合成方法及表征，列舉了COFs作為幾種模型藥物（如阿霉素、5-氟尿嘧啶等）的載體在藥物遞送中的應用；2提出了COFs材料在藥物遞送領域中的優(yōu)勢；3對目前COFs材料在藥物遞送領域所面臨的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展的機遇進行了總結和展望。內容介紹1

藥物遞送載體研究現狀藥物遞送系統(tǒng)是利用載體負載藥物，在合適的時間將適量的藥物輸送到生物體內，并有效控制藥物在生物體內特定位置的釋放和分布。DDS具有提高藥物穩(wěn)定性、減少藥物降解、降低藥物不良反應、實現藥物控制釋放和靶向釋放等優(yōu)勢。2

COFs材料的研究現狀2.1

COFs材料的合成在合成過程中，COFs結構形成的關鍵是調節(jié)熱力學平衡形成共價鍵，形成高度有序的共價網絡。COFs材料合成方法有溶劑熱合成法、離子熱合成法、微波輔助合成法、室溫合成法、機械研磨法等。2.2

COFs材料的種類及特點COFs是一類由特定的有機單體進行可逆縮聚反應而形成的有機多孔材料。COFs材料具有質量輕、密度低、孔道開放、大小均一、結構可調等優(yōu)點。COFs由有序的多孔網絡組成，具有較大的孔徑和較高的比表面積。與金屬有機框架材料相比，COFs材料具有更好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，同時COFs中金屬離子的缺乏降低了自身的細胞毒性，這是COFs用作藥物遞送系統(tǒng)的天然優(yōu)勢。2.3

COFs材料的表征作為具有高載藥能力和高效藥物釋放的藥物遞送載體，COFs材料的生理穩(wěn)定性差、非特異性作用和細胞膜滲透性低等局限性限制了其在生物醫(yī)學領域的應用。3

COFs在藥物遞送中的應用傳統(tǒng)的藥物遞送系統(tǒng)利用全身給藥，將藥物分布到全身，這種給藥方式可能伴有嚴重的副作用和藥物向所需細胞的輸送量不足的缺點。3.1

負載抗癌抗腫瘤類化學藥物遞送的COFs材料3.1.1

負載阿霉素遞送的COFs材料阿霉素（Doxorubicin，DOX）是一種腫瘤抗生素，可抑制RNA和DNA的合成，對RNA的抑制作用最強。阿霉素為廣譜抗腫瘤藥，可對機體產生廣泛的生物化學效應，對多種腫瘤細胞表現出優(yōu)異的殺傷效應，具有強烈的細胞毒性作用。通過自組裝聚乙二醇修飾的單功能姜黃素衍生物（PEG-CCM）和胺功能化的COFs開發(fā)了一系列水分散性聚合物-COF納米復合材料，即PEG-CCM@APTES-COF-1（圖2a）。3.2

負載抗癌抗腫瘤類中藥遞送的COFs材料槲皮素（Quercetin）是植物界分布廣泛，具有多種生物活性的黃酮醇類化合物，具有較好的祛痰、平喘、止咳作用，同時具有減少毛細血管脆性、降低血壓血脂、增加冠脈血流量等作用。3.3

負載布洛芬遞送的COFs材料布洛芬（Ibuprofen，IBU）屬于解熱鎮(zhèn)痛類藥物，是一種非甾體抗炎藥，可用于治療疼痛、炎癥和風濕病。4

結論和展望將活性治療藥物裝載至COFs，不僅可以將藥物穩(wěn)定地存在于血液中，而且能將藥物選擇性釋放至靶向部位，表現出優(yōu)異的腫瘤抑制能力，提高了抗癌藥物的生物利用度、藥代動力學，改善了生物分布特征，為癌癥治療提供了新思路。COFs在藥物遞送領域的應用還處于起步階段，未來COFs在藥物遞送系統(tǒng)中的應用可圍繞以下幾個方面開展：（1）優(yōu)化COFs的反應條件，使用綠色、低成本的反應物與溶劑進行COFs的合成，或加入高效、可回收的催化劑加速反應進行，設計出可用于工業(yè)化生產的反應路線。（2）裝載更多的模型藥物，擴大COFs在藥物遞送領域的應用。比