納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)

苑 蕾 陳 紅 李 娜

（1.營口理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧營口，115014；2.玉林師范學(xué)院化學(xué)與食品科學(xué)學(xué)院，廣西玉林，537000）

藥物傳遞系統(tǒng)的研究和開發(fā)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的重要組成部分。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，新型藥物傳遞系統(tǒng)成為了關(guān)注的焦點。目前，現(xiàn)代藥物傳遞系統(tǒng)仍面臨藥物負(fù)載率低、副作用大、靶向性差等問題。

近年來，納米纖維素因其優(yōu)異的特性，已成為藥物傳遞系統(tǒng)研究的重要材料之一。納米纖維素是一種綠色可持續(xù)的高分子聚合物，其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)使其在多個領(lǐng)域均有潛在的應(yīng)用價值，如生物質(zhì)材料和能源、食品科學(xué)及醫(yī)藥物護(hù)理等。納米纖維素來源廣泛，制備過程相對簡單，成本低廉，具有可持續(xù)性和較高的經(jīng)濟(jì)效益。納米纖維素具有良好的生物相容性，將其應(yīng)用于藥物傳遞系統(tǒng)，不易引發(fā)生物體內(nèi)的免疫反應(yīng)。同時，納米纖維素具有可生物降解性，可以通過體內(nèi)自然代謝過程分解，從而降低了其在體內(nèi)積累的可能性。此外，納米纖維素可以通過改善藥物的溶解性和穩(wěn)定性，提高藥物的生物利用度，進(jìn)而提高藥效。納米纖維素還可以通過改善藥物的靶向性，減少非靶向組織的藥物暴露，減少藥物的副作用，同時，也可解決現(xiàn)有的藥物傳遞系統(tǒng)載藥量少、釋放不可控等問題[1]。這些特性使納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，研究納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要的實際意義。

本文從納米纖維素的制備方法入手，分析了影響納米纖維素性能的因素，詳細(xì)闡述了納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)的應(yīng)用研究進(jìn)展，并分析了其面臨的挑戰(zhàn)，以期對納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中的應(yīng)用提供一定參考。

1 納米纖維素的制備方法

納米纖維素的制備方法已經(jīng)得到了廣泛研究，包括化學(xué)法、物理法、生物法等。然而，現(xiàn)有方法制備的納米纖維素在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用還存在一定的困難，如在使用酸解法制備納米纖維素的過程中，可能會存在酸殘留的問題，其毒性會對生物組織產(chǎn)生影響[2]。近年來，微流控技術(shù)作為一種新興的納米纖維素物理制備方法，利用微流控芯片上的流體力學(xué)效應(yīng)，對纖維素進(jìn)行精細(xì)處理和控制，制備具有特定性能和形態(tài)的納米纖維素。這種方法具有處理過程可控、納米纖維素性能可調(diào)等優(yōu)點[3]。生物法制備的納米纖維素在生物醫(yī)藥領(lǐng)域得到了廣泛研究。然而，由于生物法制備的納米纖維素可能含有微生物或者其代謝產(chǎn)物，可能會存在生物安全問題。Ge 等人[4]提出了一種新型的納米纖維素生物提取方法，通過超聲處理完全去除微生物，降低了納米纖維素的生物安全風(fēng)險。

2 納米纖維素性能的影響因素

2.1 原料來源

原料來源對納米纖維素的制備和性能有重要影響。木質(zhì)纖維素和棉纖維素是最常見的納米纖維素原料，其優(yōu)點是纖維素含量高、易于獲取。近年來，研究者們已開始探索更多的纖維素原料來源，如藻類和農(nóng)業(yè)廢棄物等[5-6]。

藻類在自然界中廣泛存在，具有較高的纖維素含量，有望成為納米纖維素制備的新興原料?；谠孱惖募{米纖維素基生物材料在生物醫(yī)學(xué)和制藥方面的應(yīng)用已被廣泛探索。Liu等人[7]討論了(1,3)-β-D-葡聚糖對海藻納米纖維素中內(nèi)毒素檢測的干擾，并對Cladophora sp.藻類制備的納米纖維素進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，海藻纖維素可浸出的(1,3)-β-D-葡聚糖和內(nèi)毒素，具有很強(qiáng)的免疫原性，分別為4.7 μg/g和2.5 EU/g，可應(yīng)用于未來的臨床生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。Gond等人[8]通過化學(xué)機(jī)械法從蔗渣中獲取納米纖維素，使用盤式擴(kuò)散法對芽孢桿菌和大腸桿菌進(jìn)行了抗菌評估，其展現(xiàn)出良好的食品級應(yīng)用。

2.2 制備條件

納米纖維素的制備條件，如反應(yīng)溫度、時間、酸堿度等，也是影響其性能的重要因素。Mehdi 等人[9]研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度的酸處理對納米纖維素的尺寸和結(jié)構(gòu)有顯著影響。在酸解法制備納米纖維素的過程中，酸濃度、反應(yīng)溫度和時間是關(guān)鍵參數(shù)。Arup 等人[10]指出，酸濃度過高會導(dǎo)致纖維素過度降解，過低則無法有效地去除纖維素中的非晶態(tài)部分。此外，反應(yīng)條件在物理法制備納米纖維素的過程中也同樣重要。在機(jī)械法制備納米纖維素的過程中，處理時間和強(qiáng)度可直接影響納米纖維素的尺寸和分散度。Carmen 等人[11]通過調(diào)整高能球磨的時間和頻率，可成功得到不同尺寸的納米纖維素。因此，正確選擇和控制反應(yīng)參數(shù)對于制備出符合需求的納米纖維素具有重要意義。

2.3 后處理方法

后處理方法包括表面改性、功能性材料的復(fù)合等，這些過程也會對納米纖維素材料的性能產(chǎn)生顯著影響。在某些應(yīng)用中，為了改進(jìn)納米纖維素的某些性質(zhì)，如熱穩(wěn)定性、疏水性、抗菌性等，可能需要對納米纖維素進(jìn)行表面改性。Johannes 等人[12]研究發(fā)現(xiàn)，通過表面硅烷改性，可以顯著提高納米纖維素的熱穩(wěn)定性。Jérémy 等人[13]通過表面接枝聚乙烯醇，成功改善了納米纖維素的疏水性。納米纖維素與其他功能性材料復(fù)合是另一種常見的后處理方法。復(fù)合材料的制備旨在利用納米纖維素的高比表面積和優(yōu)異的力學(xué)性能的同時，引入其他功能性材料，賦予納米纖維素材料特定的功能性，以提高產(chǎn)品的整體性能。Jacobs 等人[14]制備了聚乙烯/納米纖維素復(fù)合材料，這種復(fù)合材料顯示出良好的力學(xué)性能。

3 納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 藥物負(fù)載

藥物負(fù)載是納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)之一。藥物負(fù)載的過程即納米纖維素與藥物產(chǎn)生相互作用，形成穩(wěn)定的復(fù)合物的過程。在這個過程中，納米纖維素的表面性質(zhì)，如親水性或疏水性，對于藥物分子的負(fù)載起到關(guān)鍵作用。同時，藥物的性質(zhì)，如其大小、形狀、電荷等，也會對藥物負(fù)載產(chǎn)生一定影響。此外，負(fù)載反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境條件，如溫度和pH值，也可進(jìn)一步影響藥物負(fù)載率和穩(wěn)定性。

研究表明，納米纖維素在溫度25 ℃、pH 值7.4的條件下對于非甾體抗炎藥的負(fù)載率高達(dá)90%[15]。該條件接近于人體的生理環(huán)境，說明在實際應(yīng)用中，納米纖維素也可能具有相似的藥物負(fù)載率。近年來研究表明，通過對納米纖維素進(jìn)行化學(xué)修飾，可以進(jìn)一步提高藥物負(fù)載率和穩(wěn)定性。

3.1.1 藥物負(fù)載機(jī)制

納米纖維素的表面性質(zhì)，如疏水性和疏水性區(qū)域均會影響其與藥物分子間的相互作用。藥物分子可以通過靜電吸附、氫鍵作用、范德華力及疏水作用、ππ 共軛等相互作用，與納米纖維素結(jié)合[16]。Nitin 等人[17]發(fā)現(xiàn)了一種通過控制納米纖維素的疏水性和疏水性區(qū)域以實現(xiàn)固定化酶的新方法，將α-淀粉酶固定在以香蕉皮為原料制備的納米纖維素-十六烷基三甲基溴化銨上，其具有良好的酶負(fù)載率和pH值穩(wěn)定性。Carl 等人[18]發(fā)現(xiàn)，改變納米纖維素的電荷密度，可以影響藥物負(fù)載。

3.1.2 藥物負(fù)載率

提高納米纖維素的藥物負(fù)載率的方法已被廣泛研究。圖1為聚丙烯亞胺接枝納米纖維素用于Doxorubicin 的負(fù)載和釋放過程。如圖1 所示，Doxorubicin 作為一種廣泛用于治療各種類型癌癥的化療藥物，已被證實在納米纖維素中，其藥物負(fù)載率高達(dá)92%[19]。這種高效率的藥物負(fù)載主要歸因于納米纖維素和藥物之間強(qiáng)烈的相互作用。Jyoty等人[20]通過改變納米纖維素的疏水性/親水性嵌段比例，成功地將藥物負(fù)載率從70%提高到了90%以上，進(jìn)一步證實了通過調(diào)控納米纖維素的性質(zhì)提高藥物負(fù)載率的可能性。

圖1 聚丙烯亞胺接枝納米纖維素用于Doxorubicin的負(fù)載和釋放[19]Fig.1 Poly (propylene imine) dendrimer-grafted nanocellulose: Doxorubicin loading and release behavior[19]

脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、葡萄糖等生物材料在藥物遞送的過程中，主要是從2個途徑進(jìn)入細(xì)胞，即外源性和內(nèi)源性途徑。因此，在設(shè)計這些納米粒子時必須考慮其對細(xì)胞的滲透能力。此外，生物介質(zhì)和細(xì)胞分裂也會影響納米粒子進(jìn)入細(xì)胞的數(shù)量。Salatin 等人[21]綜述了納米粒子尺寸、形狀、表面修飾、介質(zhì)等因素對納米藥物載體細(xì)胞吸收的影響。然而，如何在不影響藥物穩(wěn)定性和釋放性能的前提下，最大化藥物負(fù)載率仍是當(dāng)前研究的一個重要挑戰(zhàn)。

3.1.3 藥物穩(wěn)定性

納米纖維素在維持藥物穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢。Puppala 等人[22]研究發(fā)現(xiàn)，納米纖維素可以有效防止抗癌藥物Paclitaxel 在儲存和運輸過程中的降解。Praveena 等人[23]使用納米纖維素作為載體，成功地保護(hù)了抗菌藥物Vancomycin 免受高溫和濕度的影響，從而防止了藥物活性的損失。Klemm 等人[24]的研究發(fā)現(xiàn)，納米纖維素可以有效防止藥物的過早結(jié)晶，從而提高了藥物的溶解速度和生物利用度。這項研究為使用納米纖維素改善藥物的穩(wěn)定性和有效性提供了新的可能性。

3.2 藥物緩釋

納米纖維素可以作為藥物緩釋系統(tǒng)的基材，有效控制藥物的釋放速度和時間。這主要歸因于納米纖維素的微納米結(jié)構(gòu)和相對較大的比表面積，使藥物吸附在其表面或內(nèi)部。在適當(dāng)?shù)臈l件下，調(diào)節(jié)pH 值、溫度、濕度等外部環(huán)境因素，藥物通過擴(kuò)散或解離等機(jī)制緩慢釋放。Sohail 等人[25]以納米纖維素作為載體，成功地將抗生素緩慢釋放到需要治療的區(qū)域，有效地抑制了細(xì)菌的生長，展示了納米纖維素在緩釋系統(tǒng)中的優(yōu)勢。

3.2.1 藥物緩釋機(jī)制

相比于其他緩釋系統(tǒng)，如脂質(zhì)體、微球等，納米纖維素具有較高的藥物負(fù)載率、良好的生物相容性及可調(diào)控的藥物釋放性能。Li等人[26]研究發(fā)現(xiàn)，對納米纖維素進(jìn)行化學(xué)修飾，如氧化或酯化，可以有效控制藥物的釋放速度。此外，通過對納米纖維素進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男?，如交?lián)、包覆或負(fù)載其他功能分子，可以進(jìn)一步優(yōu)化其藥物釋放性能。這為納米纖維素在個性化醫(yī)療、精準(zhǔn)藥物輸送等領(lǐng)域提供了廣闊的應(yīng)用前景[27]。

納米纖維素在藥物緩釋系統(tǒng)中的作用主要歸功于其獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)。納米纖維素的高比表面積和大量的活性官能團(tuán)（如羥基），為其提供了豐富的活性位點用于藥物的吸附或化學(xué)鍵合，可以提高其藥物負(fù)載率。納米纖維素的納米級尺寸也使其能夠有效地穿透生物屏障，如細(xì)胞膜，從而提高藥物的生物利用度[28]。此外，不同類型的納米纖維素可能會有不同的藥物釋放機(jī)制。Sun 等人[29]的研究表明，纖維素納米晶體可以通過擴(kuò)散機(jī)制控制藥物的釋放，而纖維素納米纖絲則通過溶脹-侵蝕機(jī)制來控制藥物的釋放。除官能團(tuán)、納米纖維素尺寸、類型等因素，納米纖維素的藥物釋放行為還可能受到其表面改性的影響。Qing等人[30]的研究發(fā)現(xiàn)，通過化學(xué)修飾納米纖維素的表面，改變材料的表面親疏水性和Zeta電位，可以控制其藥物釋放的速率和模式。

3.2.2 藥物緩釋性能

納米纖維素的緩釋性能主要取決于其表面結(jié)構(gòu)（如孔隙度和粒度）、化學(xué)組成和表面性質(zhì)。納米纖維素的孔隙度和粒度可以影響藥物的釋放速度和釋放模式，較大的孔隙度和粒度通常伴隨更快的藥物釋放。此外，納米纖維素的化學(xué)組成和表面性質(zhì)也可以通過改變藥物與納米纖維素之間的相互作用的強(qiáng)度，影響藥物的釋放行為。Auvinen 等人[31]研究發(fā)現(xiàn)，納米纖維素可以有效地控制藥物的釋放，使其持續(xù)數(shù)天甚至數(shù)周，在需要長期給藥的疾病（如慢性疾?。┲委煼矫婢哂袕V闊的應(yīng)用前景。Gao 等人[32]的研究表明，納米纖維素可以實現(xiàn)藥物的零級釋放。綜上所述，納米纖維素在藥物緩釋方面具有優(yōu)異的性能。

對納米纖維素進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男钥梢愿淖兯幬锏尼尫判阅?，如通過化學(xué)交聯(lián)可以增強(qiáng)納米纖維素的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而降低藥物的釋放速度；另外，通過表面包覆或負(fù)載其他功能分子，可以調(diào)控藥物與納米纖維素之間的相互作用，進(jìn)一步改變藥物的釋放行為。Wu 等人[33]研究發(fā)現(xiàn)，通過交聯(lián)處理，可以將藥物在納米纖維素中的釋放時間延長到幾周。Jabir 等人[34]研究發(fā)現(xiàn)，通過在納米纖維素上負(fù)載納米金顆粒，可以實現(xiàn)藥物的精確控制釋放。

3.3 靶向給藥

納米纖維素具有豐富的表面官能團(tuán)和穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)，可以對其進(jìn)行設(shè)計或修飾，以實現(xiàn)特定的藥物傳遞，這是其在藥物傳遞系統(tǒng)中的另一重要應(yīng)用。Shahriari 等人[35]發(fā)現(xiàn)通過改變納米纖維素的表面修飾官能團(tuán)、纖維素聚合度、制備材料的形狀和大小等，可以影響其藥物傳遞目標(biāo)的選擇性。此外，已有一些研究報道了納米纖維素在靶向給藥方面的優(yōu)異性能，Hafeez 等人[36]研究發(fā)現(xiàn)，修飾后的納米纖維素可以有效地將藥物送達(dá)腫瘤細(xì)胞，從而提高藥物的療效，減少副作用。

3.3.1 靶向給藥機(jī)制

納米纖維素的靶向給藥機(jī)制主要是利用其表面可進(jìn)行多樣化修飾的特性，為藥物傳遞提供定向性和選擇性。如通過對納米纖維素表面進(jìn)行特定的修飾，增強(qiáng)其對特定細(xì)胞類型的親和性。Kara 等人[37]利用特定抗體修飾納米纖維素，成功提高了其對腫瘤細(xì)胞的識別和靶向性。Talamini 等人[38]通過利用腫瘤特異性抗體修飾納米纖維素，以增加其對腫瘤細(xì)胞的選擇性。此外，納米纖維素材料的形狀和大小對其在體內(nèi)的分布和保留時間也有顯著影響。Ca?as 等人[39]的研究表明，尺寸較小的納米纖維素顆粒在血液中能夠停留更久，從而有更多的機(jī)會與目標(biāo)細(xì)胞接觸。同時，特定形狀的納米纖維素可能會與細(xì)胞表面的特定受體結(jié)構(gòu)相互作用，提高其靶向性。Chauhan 等人[40]的研究表明，相比球形的納米纖維素，長條形的納米纖維素在體內(nèi)的保留時間更長，因此，更適合作為持續(xù)釋放的藥物載體。Bertrand 等人[41]發(fā)現(xiàn)使用納米纖維素作為藥物載體的療效提高了約40%，同時，對健康細(xì)胞的影響減少了30%。這表明納米纖維素能夠有效提高藥物的靶向性，進(jìn)一步提升藥物治療效果，減少對健康組織的毒性。

3.3.2 靶向給藥性能

盡管納米纖維素的靶向給藥策略在理論上具有很大的優(yōu)勢，但在實際應(yīng)用中仍面臨著許多挑戰(zhàn)，如靶向效果的穩(wěn)定性等。雖然可以通過表面修飾來增加納米纖維素的靶向性，但這種修飾結(jié)果可能會在體內(nèi)環(huán)境中被降解或者改變。此外，靶向給藥策略也可能對人體其他組織產(chǎn)生影響，如非特異性的細(xì)胞攝取等。Luo等人[42]開發(fā)了一種新的納米纖維素表面修飾策略，通過更穩(wěn)定的共價鍵連接抗體，提高了其靶向穩(wěn)定性。另外，一些研究正在探索如何通過設(shè)計更復(fù)雜的納米纖維素結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)其多功能化，在提高靶向性同時降低對其他組織的影響[43]。Chen 等人[44]的研究發(fā)現(xiàn)，通過微流控技術(shù)可以有效改善納米纖維素的藥物負(fù)載率和靶向性。而對于納米纖維素在臨床試驗中的應(yīng)用，已有一些臨床試驗正在對納米纖維素在治療腫瘤等疾病中的作用進(jìn)行研究[45]。

3.3.3 靶向給藥的挑戰(zhàn)

納米纖維素在靶向給藥方面仍面臨挑戰(zhàn)。Nethi等人[46]發(fā)現(xiàn)，藥物負(fù)載率可能受到納米纖維素表面性質(zhì)如電荷和親水性等因素的影響。此外，精確控制藥物的釋放也存在一定困難，這可能與納米纖維素和藥物分子間的相互作用及其在生物體內(nèi)的穩(wěn)定性有關(guān)[47]。納米纖維素對特定細(xì)胞的靶向性是另一個挑戰(zhàn)，這可能需要通過表面修飾或設(shè)計新的納米纖維素結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。納米纖維素作為靶向藥物載體，其未來研究的方向可集中于通過開發(fā)新的藥物負(fù)載方法以提高納米纖維素的藥物負(fù)載率，如共價鍵合[48]。另一方面，可以探索新的納米纖維素修飾方法，以改善其藥物釋放和靶向性能，如引入聚乙二醇（PEG）或者靶向性配體[49]等。

4 納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中所面臨的挑戰(zhàn)

雖然納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)點，但仍存在許多挑戰(zhàn)需要克服。如有效提高藥物負(fù)載率，精確地控制藥物的釋放，以及確保納米纖維素對特定細(xì)胞的靶向性。未來的研究方向可以聚焦于開發(fā)更有效的藥物負(fù)載策略、研究更多的納米纖維素修飾方法以改善其藥物釋放和靶向性能，進(jìn)一步探索納米纖維素在臨床中的應(yīng)用潛力等。

水下混凝土澆筑采用直升導(dǎo)管法施工，根據(jù)槽段的尺寸設(shè)置導(dǎo)管，管徑200 mm，采用法蘭盤連接，導(dǎo)管安放根據(jù)規(guī)范進(jìn)行?；炷良邪柚?，集中供應(yīng)。為了保證混凝土澆筑質(zhì)量，防止墻體夾泥滲漏，澆筑時混凝土面均勻上升，并保證上升速度不小于2.0 m/h，導(dǎo)管埋深在1.0 m至6 m之內(nèi)。澆筑時派專人對混凝土的上升面進(jìn)行測量，并及時做好記錄?；炷翆?dǎo)管的安裝與拆卸由16 t汽車吊配合進(jìn)行。

4.1 生物安全性

納米纖維素的生物安全性是評估其在藥物傳遞系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。生物相容性、可生物降解性和毒性都是生物安全性的重要組成部分。生物相容性是指納米纖維素在體內(nèi)能否被接受并無害地存在，這對于其在藥物傳遞系統(tǒng)中的應(yīng)用至關(guān)重要。Liu 等人[50]發(fā)現(xiàn)納米纖維素在體內(nèi)的生物相容性與其表面特性密切相關(guān)。此外，納米纖維素的可生物降解性也影響著藥物的釋放速度和持續(xù)時間。Klemm等人[51]發(fā)現(xiàn)，納米纖維素的可生物降解性可以通過改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)來調(diào)控，從而控制其對藥物的釋放。納米纖維素的藥物負(fù)載和釋放策略也會影響其生物安全性。Dugan 等人[52]通過旋涂法制備了纖維素納米晶須（CNWs）的徑向定向亞單層表面，評估肌細(xì)胞在其表面的生長反應(yīng)。結(jié)果表明，肌細(xì)胞可以沿著CNWs的表面定向分化生長，在組織工程中有較大的應(yīng)用潛力。

4.1.1 生物相容性

生物相容性是評估納米纖維素在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中安全性的重要指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，納米纖維素能夠被多種細(xì)胞類型所接受，包括骨細(xì)胞、肌細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞，進(jìn)而推動其生長和分化[53]。同時，納米纖維素在體內(nèi)不會引起炎癥反應(yīng)，顯示了其良好的生物相容性[54-55]。此外，納米纖維素對細(xì)胞活力的影響相當(dāng)微小。Du 等人[56]的研究顯示，納米纖維素的存在可促進(jìn)細(xì)胞的增殖和分化，這在神經(jīng)細(xì)胞中尤其明顯。

然而，納米纖維素的形狀和大小可能會影響其與細(xì)胞的相互作用[22]。Baek 等人[57]的研究表明，納米纖維素的形狀和大小可能會對其在藥物傳遞系統(tǒng)中的效果產(chǎn)生影響。磷酸化CNC 和殼聚糖形成的復(fù)合納米粒子的形態(tài)可以控制為棒狀、球狀及線圈狀。使用復(fù)合納米粒子包裹維生素C形成納米膠囊可以防止維生素C的提前氧化。具體影響細(xì)胞吸收納米粒子的因素見圖2。利用CNC 復(fù)合微膠囊封裝酵母，CNC 復(fù)合微膠囊1～1.3 μm 的外殼可以有效保護(hù)酵母，使酵母保留率高達(dá)602.35%，在體內(nèi)儲存和運輸?shù)倪^程中，酵母受到保護(hù)，然后在胃內(nèi)觸發(fā)釋放。

圖2 影響細(xì)胞吸收納米粒子的因素Fig.2 Factors affecting cellular uptake of nanoparticles

4.1.2 可生物降解性

納米纖維素作為一種生物質(zhì)材料，其可生物降解性是評估其生物安全性的重要因素。在許多實驗中，納米纖維素展示出了一定的可生物降解能力，其降解速率取決于纖維素的結(jié)構(gòu)、大小及環(huán)境條件。Tran等人[58]研究發(fā)現(xiàn)，納米纖維素在體內(nèi)約4 周后開始降解，8 周后幾乎完全降解。這種適中的降解速率可以保證藥物傳遞的持久性，也避免了長期留存體內(nèi)產(chǎn)生的安全問題。同時，納米纖維素的降解產(chǎn)物主要是葡萄糖，是人體正常的代謝物，具有很高的安全性。

雖然納米纖維素的生物降解性表現(xiàn)良好，但如何準(zhǔn)確控制其降解速率以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景，以及如何通過改變納米纖維素的物理和化學(xué)性質(zhì)來調(diào)整其降解性能，仍存在一定的挑戰(zhàn)。De等人[59]發(fā)現(xiàn)，通過改變納米纖維素的交聯(lián)度，可以有效地控制其降解速率，為進(jìn)一步優(yōu)化納米纖維素的降解性能提供了可能。

4.1.3 毒性

在多項研究中，納米纖維素表現(xiàn)出低毒性。然而，為了全面評估其毒性，需要對其表面特性、生物相容性、降解性、降解產(chǎn)物、用藥濃度、藥物釋放性能及外界環(huán)境等多個方面進(jìn)行綜合考慮。Ni 等人[60]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)納米纖維素的濃度在一定范圍內(nèi)（10～100 μg/mL）時，其對細(xì)胞毒性的影響極小。近年來的研究結(jié)果表明，納米纖維素的表面改性可以進(jìn)一步降低其潛在毒性。Riemens等人[61]發(fā)現(xiàn)，硅烷改性納米纖維素對細(xì)胞的毒性更低。此外，納米纖維素在不同pH值和溫度下的毒性可能會有所不同，不同條件下的降解產(chǎn)物也不相同，對此仍需進(jìn)行深入研究，以確保其在降解過程中不會產(chǎn)生潛在的有害物質(zhì)。

4.2 工業(yè)化生產(chǎn)

納米纖維素的工業(yè)化生產(chǎn)是一個復(fù)雜的過程，涉及到許多關(guān)鍵因素。生產(chǎn)工藝的優(yōu)化、生產(chǎn)效率的提高、生產(chǎn)成本的降低和生產(chǎn)的可持續(xù)性均是需要重點考慮的問題。Jaffar 等人[62]通過改變酸水解條件和機(jī)械剪切強(qiáng)度，成功提高了納米纖維素的產(chǎn)率。Raouf等人[63]綜述了近年來通過物理、化學(xué)、生物或多種方法結(jié)合的技術(shù)高值化利用農(nóng)林廢棄物（如秸稈、生物質(zhì)污泥等）的途徑，為處理生產(chǎn)過程中的廢物提供了一種經(jīng)濟(jì)的解決方案。

4.3 規(guī)模化應(yīng)用

納米纖維素的規(guī)?；瘧?yīng)用面臨著幾個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。首先，納米纖維素穩(wěn)定性和質(zhì)量控制是關(guān)鍵。由于納米纖維素的微觀結(jié)構(gòu)和性能易受生產(chǎn)條件影響，保持其穩(wěn)定性并實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)中的質(zhì)量一致性是一個技術(shù)難題。這需要開發(fā)更精確、可重復(fù)的生產(chǎn)工藝，同時需要采用高精度的在線監(jiān)測和質(zhì)量控制技術(shù)。其次，市場推廣與監(jiān)管也是一個挑戰(zhàn)。由于納米纖維素是一種新型材料，其應(yīng)用需要經(jīng)過嚴(yán)格的安全評估和監(jiān)管。此外，用戶和消費者對納米纖維素的了解和接受程度也會影響其市場推廣。因此，需要更多的研究來評估納米纖維素的安全性，以增強(qiáng)社會對納米纖維素的理解和接受程度。

5 結(jié) 語

本文通過對納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中的制備和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的論述，表明納米纖維素在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有重要的潛力，作為一種藥物傳遞系統(tǒng)載體，具有一定的優(yōu)越性和廣闊的應(yīng)用前景。

盡管納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中具有顯著的優(yōu)勢，但還存在一些挑戰(zhàn)和問題。首先，納米纖維素在藥物負(fù)載和控制釋放策略上仍有待改進(jìn)，特別是對于具有特殊需求的藥物如抗癌藥物等。其次，納米纖維素的生物安全性，如生物相容性、可生物降解性和毒性方面，還需要更多的臨床數(shù)據(jù)來支持。此外，納米纖維素的工業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用也面臨著許多挑戰(zhàn)。

為了解決上述問題，未來的研究方向可集中于以下幾點：①開發(fā)新的納米纖維素制備方法和藥物負(fù)載策略，以優(yōu)化納米纖維素的藥物負(fù)載量和控制釋放能力；②進(jìn)一步深入研究納米纖維素的生物安全性，并通過臨床試驗進(jìn)行驗證；③研發(fā)更高效、穩(wěn)定的納米纖維素生產(chǎn)工藝，并探索其規(guī)模化應(yīng)用的可能性。

綜上所述，納米纖維素在藥物傳遞系統(tǒng)中的應(yīng)用前景廣闊，可在藥物傳遞領(lǐng)域發(fā)揮出更大的作用。