合理设计纳米凝胶用于克服各种给药途径中的生物屏障

纳米凝胶是由聚合物交联形成的具有三维网络结构的纳米尺度水凝胶颗粒。因其具有多种优异的理化性质，已经成为一种潜在的载体材料，用于生物活性分子和成像探针的负载和传递。而在到达靶点之前，载药纳米凝胶需要克服一系列生理及生物屏障。近日，中国科学院沈阳应用生态研究所赵青研究员、张雪娇研究员和张思玉副研究员等人受邀在Angewandte Chemie International Edition 上发表综述文章，系统总结了如何通过纳米凝胶的结构设计和功能调控，使其经各种给药途径（静脉注射、粘膜给药、皮肤给药）进入体内之后，可以根据各级生理生物屏障的微观环境，自发调控其自身的结构和理化性质，从而克服这些屏障到达靶点部位，实现精准高效治疗。

综述的第一部分，从制备技术和合成反应两方面总结了刺激响应型纳米凝胶的制备方法。常用的制备技术包括：沉淀聚合法、纳米沉淀法、微流控法等；常用的合成反应包括：radical polymerization、click reaction、Michael reaction、Schiff base reaction、thiol-disulfide exchange reaction、boronic-diol complexation、enzyme-catalyzed crosslinking。第二部分，总结了以静脉注射作为临床前研究的给药途径，功能化纳米凝胶如何分别克服全身、组织、细胞层面的一系列生理屏障（单核巨噬细胞系统清除、胞外基质和肿瘤内部压力、生物膜等）。第三部分，介绍了粘液层作为各种粘膜给药途径的共性屏障，如何与纳米凝胶的表面基团相互作用；并总结了不同结构的纳米凝胶在克服各种粘膜给药途径（口服给药、肺部给药、眼部给药）所特有的生理屏障时所起的作用。第四部分，总结了近期纳米凝胶在皮肤给药中的研究进展和问题。在综述的最后部分，作者展望了该领域未来研究中的挑战和有潜力的发展方向。

中科院沈阳应用生态研究所赵青研究员和张思玉副研究员为共同第一作者，沈阳应用生态研究所张雪娇研究员、中国药科大学陈维教授、美国麻省大学邢宝山教授为共同通讯作者。中科院沈阳应用生态研究所为该论文的第一单位。该工作得到国家自然科学基金（基金号：41877389, 41603120, 41703107等）等项目的资助。

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Rational design of nanogels for overcoming the biological barriers in various administration routes

Qing Zhao, Siyu Zhang, Fengchang Wu, Dengyu Li, Xuejiao Zhang, Wei Chen, Baoshan Xing

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201911048