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气凝胶在药物输送中的应用 回顾

药物输送系统
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气凝胶是地球上最轻的加工固体材料,其结构中空体积分数最大。组成的通用性、模块化和工业规模制造的可行性是气凝胶在给药领域快速崛起的背后。与其他三维材料相比,气凝胶的高孔隙率(相互连接的中孔)和高比表面积可能允许更快地装载小分子药物,较少限制进入基体的内部区域,以及更有效的生物环境与聚合物基体的相互作用。在超临界CO2介质中进行气凝胶生产(干燥)和药物负载(浸渍)的加工,具有显著的优势,如没有氧化环境,清洁生产,并易于在良好的生产实践下扩大规模。气凝胶固体骨架决定了对不同药物的化学亲和力,进而决定了药物的装载效率和释放模式。气凝胶可以用来提高BCSⅡ类和Ⅳ类药物的溶解度,因为药物可以以无定形状态沉积在骨架的大表面积上,有利于与体液快速接触、溶解和释放。相反,通过药物结合基团或刺激反应性成分的功能化调整气凝胶结构,应用涂层和将载药气凝胶加入到其他基质中,可使药物释放具有位点特异性、刺激反应性或延长药物释放时间。本综述介绍了近十年来气凝胶在药物输送方面的进展。首先特别关注活性成分的负载效率和生物相关条件下的释放动力学。随后的章节讨论了旨在满足特定治疗需求的气凝胶。除了口服给药外,气凝胶的物理特性似乎对粘膜给药途径非常有利,如肺部、鼻腔或透皮。还包括一个专门的章节,专门介绍基因治疗和治疗学的最新成就。在最后一节,全面论述了规模化战略和生命周期评估。

虽然已经报道了几种类型的环糊精(CD)基气凝胶,但它们已被用于环境应用,主要是用于废水处理。迄今为止,还没有探索开发CD基气凝胶作为药物输送的载体。

[1] Carlos A. García-González, Alejandro Sosnik, József Kalmár, Iolanda De Marco, Can Erkey, Angel Concheiro, Carmen Alvarez-Lorenzo (2021) Aerogels in drug delivery: From design to application. Journal of Controlled Release, 332, 40-63,
https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2021.02.012.
(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365921000754)

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