靶向治疗一直是现代医学的核心挑战[1]、[2]。传统的药物输送方法存在固有的局限性,如生物利用度低、分布不均、清除速度快以及严重的脱靶副作用,这些因素共同降低了治疗效果和患者的依从性[3]、[4]、[5]。为了解决这些问题,纳米医学领域应运而生,开创了使用纳米材料进行药物控制性和靶向输送的方法[6]、[7]。在各种纳米材料中(例如脂质体、聚合物纳米颗粒和树状大分子),金属有机框架(MOFs)最近成为一种非常有前景的多孔配位聚合物,适用于药物输送[8]、[9]、[10]。
MOFs是由金属离子或簇与多齿有机连接剂自组装而成的晶体杂化材料[11]、[12]。它们具有高表面积和孔隙率、可调的孔径大小、可调控的生物降解性以及多样的结构,使其成为纳米医学的理想载体[13]、[14]、[15]。MOFs的超高效表面积使其具有出色的药物装载能力,通常超过其他材料(如介孔二氧化硅)[16]。此外,MOFs的多功能性为设计具有特定功能、降解特性和智能释放行为的材料提供了更多可能性[17]、[18]。例如,Nguyen等人报道了一种多功能CuTA/Cur@ZIF-8系统的快速合成方法,展示了如何利用ZIF-8的pH敏感性进行癌症治疗[19]。研究还探讨了将复杂的天然产物(如中国药用生物碱)封装在MOFs中,以平衡其毒性和有效性,突显了MOFs在处理不同药物分子方面的多样性[20]。此外,对合成参数(如Bi-MOF制备中的溶剂比例)的研究强调了精确材料工程与功能性能之间的关键联系,包括光降解能力,这暗示了其在治疗诊断领域的更广泛应用[21]。这些例子共同证实了MOFs在推进纳米医学方面的巨大潜力。
本综述旨在全面概述基于MOFs的药物输送系统的最新进展。首先,我们概述了为生物医学应用量身定制的MOFs的分类和合成策略,强调了生物相容性和胶体稳定性的重要性。综述的核心内容集中在药物装载机制和控制药物释放的创新策略上。我们还重点介绍了通过叶酸和肽等配体进行表面功能化以实现主动靶向的显著进展,这增强了药物的定位积累。此外,还讨论了MOFs在包括组合疗法和输送具有挑战性的生物大分子在内的先进疗法中的应用。最后,我们批判性地分析了实现MOFs临床转化所需解决的长期毒性、可扩展合成和体内效果等挑战,并对未来研究方向进行了展望。总体而言,本综述强调了MOFs在塑造下一代智能高效药物输送平台方面的变革潜力。