氧化鋅（ZnO）價格低廉，來源廣泛，具有良好的生物相容性。更為重要的是，特殊的光電性能賦予納米 ZnO 許多優良的特性（如：溶解于酸、超聲波易滲透、吸收微波、親/疏水態轉變等）。這些優良的特性使得納米 ZnO 成為制備智能藥物載體材料的理想選擇。近些年來，基于納米 ZnO 的智能藥物載體的研究也備受關注。因此，本文主要介紹 pH 響應、超聲波響應、微波響應以及紫外光響應的基于納米 ZnO 的智能藥物載體藥物控制行為及其在體內外實驗中的應用效果，同時討論了納米 ZnO 的生物相容性，并展望了基于納米 ZnO 的智能藥物載體的發展前景。
引用本文： 黃嘯, 陳春, 易彩霞, 鄭曦. 基于納米氧化鋅的智能藥物載體. 生物醫學工程學雜志, 2018, 35(2): 324-328. doi: 10.7507/1001-5515.201707029 復制
引言
具有活性的藥物需要富集在病灶部位才能增強治療效果，減少毒副反應。而藥物自身缺乏對病灶的選擇性，造成體內分布不合理，導致對人體的傷害。藥物載體可改變藥物在體內的分布與給藥方式，從而提高藥物療效。但是，非控制性的藥物釋放行為可導致藥物利用度低和非病灶部位釋放，從而出現對正常組織和細胞造成損傷等問題。為了克服以上局限，能夠通過外界刺激控制藥物釋放行為的智能藥物載體的開發備受關注[1-4]。
氧化鋅（zinc oxide，ZnO）是被美國食品藥品監督管理局認證的可安全應用于食品藥品的五種金屬氧化物之一，這為 ZnO 作為藥物載體材料掃除了生物安全性的障礙[5]。此外，良好的生物可降解性、高載藥量、各種納米形態合成的便捷性以及成本價格低廉等優勢都使 ZnO 成為制備藥物載體的較優選擇。更重要的，ZnO 常溫下禁帶寬度約為 3.37 eV，且激子束縛能高達 60 meV，優良的電性能賦予 ZnO 許多特殊的性能。ZnO 能對 pH[6]、超聲波[7]、微波[8]、紫外光[9]等刺激源產生應答，從而改變自身表面理化性質，是開發基于納米 ZnO 智能藥物載體的前提條件。
近些年來，基于納米 ZnO 的藥物載體已從單純的藥物遞送發展到智能的藥物控釋階段，基于納米 ZnO 的智能藥物載體能對相應的外界刺激源產生應答，以控制藥物的釋放行為[10-11]。因此，有必要對基于納米 ZnO 的智能藥物載體的研究進展作一簡要的概述。本文主要介紹 pH 響應、超聲波響應、微波響應以及紫外光響應的基于納米 ZnO 的智能藥物載體藥物控制行為及其在體內外實驗中的應用效果，并對基于納米 ZnO 的智能藥物載體的應用前景做出了展望。
1 刺激響應型納米 ZnO 藥物載體
1.1 pH 響應型
ZnO 對 pH 的變化相當敏感，當環境 pH > 5.5 時，ZnO 能穩定存在于介質之中，但當 pH < 5.5 時，穩定的 ZnO 便迅速溶解成 Zn 2+[12]。因此，ZnO 經常被利用來制備針對癌癥用藥或由細胞內涵體介導的藥物載體。抗癌藥物姜黃素可通過溶劑揮發法吸附在 ZnO 納米粒表面，構建成平均粒徑分布在 24 nm 左右的納米復合物，該復合物在 pH = 5.8 的介質中姜黃素的釋放速率要明顯高于在 pH = 7.4 的介質中的釋放速率。姜黃素/ZnO 納米復合物不僅表現出良好的抗菌性能，而且對胃癌細胞具有明顯的抑制作用[13]。Vimala 等[14]合成了一種 ZnO 納米片，表面修飾上聚乙二醇后連接具有靶向乳腺癌細胞功能的葉酸分子，負載抗癌藥物阿霉素，合成抗癌藥物載體。該載體進入癌細胞后，ZnO 溶解，藥物得以釋放。聚乙二醇常被用來對 ZnO 納米微粒進行表面修飾以提高其在體內的親水性和穩定性，從而增加藥物載體實體瘤的高通透性和滯留效應，賦予藥物載體靶向癌組織的能力[15-16]。此外，ZnO 量子點因其粒徑較小，更容易被細胞吞入，所以基于 ZnO 量子點的藥物載體備受青睞[17-18]。ZnO 量子點可以直接通過靜電吸附或者螯合作用完成藥物的負載。帶正電荷的抗癌藥物阿霉素可以通過靜電作用力吸附在表面負電荷的 ZnO 量子點上，該載藥量子點包覆上聚乙二醇甲基丙烯酸酯并連接上 Gd3+便構建成多功能 pH 響應智能載藥系統。較低的 pH 能控制阿霉素的釋放行為，使得載藥系統的毒性要低于單純阿霉素的毒性，但對于癌癥的治療效果甚至要好于美國食品藥品監督管理局批準的臨床阿霉素制劑（NDA#050718）[19]。更有趣的是，為防止一些介孔藥物載體（如介孔硅、介孔碳等）中藥物的無控制性釋放，ZnO 量子點常被用來作為門控開關，封堵介孔，當藥物載體進入細胞內涵體或其他酸性環境中時，ZnO 量子點遇酸后溶解，介孔得以打開，實現了“門控式”藥物釋放行為。只有將封鎖通道的 ZnO 量子點溶解后，藥物才會經介孔釋放出來[12, 18, 20-21]（見圖 1a）。另外，由于 ZnO 在紫外光照射下會發生光電轉換，在組織和細胞中產生活性氧族，對細胞形成殺傷，Zhang 等[22]利用這一性質，結合 ZnO 遇酸溶解的特性，合成基于納米 ZnO 的對腫瘤具有雙重殺傷效果的智能藥物載體。
1.2 超聲波響應型
超聲波是一種頻率高于 20 000 Hz 的聲波，方向性好，穿透能力強，且可實現能量大小和作用時間的可控性，在水中傳播距離遠，是一種在生物醫學領域應用較為頻繁的作用手段[23]。但是，超聲波作為基于納米 ZnO 的智能藥物載體體外刺激源的研究較為少見，目前僅有 Barick 等[7]制備了一種多孔 ZnO 納米粒子聚合體藥物載體（見圖 1b）。當該藥物載體被給予脈沖式的超聲波刺激時，負載在載體上的阿霉素呈現脈沖式的釋放行為。ZnO 對超聲波的敏感性和易滲透性使得超聲波極易到達藥物載體的內部，通過氣蝕機制使得藥物和 ZnO 結合界面的溫度和壓力瞬時產生巨大變化，幫助藥物脫離載體，釋放到介質中。
1.3 微波響應型
微波輻照能提供極好的熱效應，并且微波的穿透性能優良，同時可通過調節功率大小和作用時間來控制微波能量大小。以上諸多優勢，使得微波成為智能藥物載體極有應用潛能的刺激源之一[24]。而 ZnO 納米粒子激子束縛能高達 60 meV，禁帶寬度約為 3.37 eV，因此，ZnO 能夠輕易吸收外界給予的微波刺激，并迅速將微波能量轉化為熱能，形成局部的熱效應[8]。基于此，Qiu 等[25]合成了一種含有 ZnO 殼層的多孔金屬氧化物納米粒復合物，復合物中包載有抗腫瘤藥物依托泊甙，然后在復合物外層包封上一種熱敏的聚合物——P（NIPAM-co-MAA）。當智能藥物載體接受到微波能量后，ZnO 迅速將其轉變為熱能，P（NIPAM-co-MAA）受熱發生體積上的收縮，原本被封閉的孔道留出空隙，依托泊甙即可從孔道釋放到介質中。此外，該課題組[26]將依托泊甙包封在環糊精的疏水腔中，鏈接于含有 ZnO 殼層的多孔金屬氧化物納米粒復合物上，給予微波輻照后，ZnO 迅速將其轉變成熱能，弱化環糊精與依托泊甙間的疏水作用力，使得藥物釋放到介質中（見圖 1c）。
1.4 紫外光響應型
在各種類型的智能藥物載體研究中，光響應型藥物載體的研究備受青睞。因為，光作為刺激源除了具有可在體外調節智能藥物載體的釋放行為、波長和強度均可實現人為控制的優點外，還具有其他刺激源無法比擬的優勢。例如，其作用范圍的精確性可控制在微米級別，不影響鄰近正常部位，使得光響應型智能載藥系統最有可能率先應用于臨床[27]。ZnO 具有良好的光響應性，受到紫外光輻射后，表面會產生氧空穴，所以 ZnO 在紫外光/暗室的交替處理下可發生親/疏水態的轉變[9]。因此，ZnO 是制備紫外光響應智能藥物載體的優良基體材料。鑒于此，本課題組[28]合成一系列基于 ZnO 的紫外光響應型智能藥物載體。單分散的粒徑分布在 180 nm 左右的 ZnO 微粒通過親/疏水作用力吸附具有抗炎、鎮痛功能的藥物吲哚美辛。該智能藥物載體只有在紫外光照下才大量釋放吲哚美辛，而無紫外光照下，8 h 的累積釋放量不足 3%。為了實現更高的藥物負載率，我們合成多孔的 ZnO 微球，這種微球是由許多無孔的 ZnO 納米小顆粒聚集而成，微孔的存在使得大量的防紫外光藥物二苯酮-3 可以吸附在 ZnO 微球上，從而制備出智能防紫外線藥物載體。我們[29]考察了紫外光照 2 h 后再暗室 2 h 處理后藥物的釋放行為，連續 3 次循環紫外光照/暗室交替的處理結果均顯示，二苯酮-3 在紫外光照下得以釋放，可增強防曬效果，但在暗室中又被智能回收入多孔 ZnO 微球，可在節約用藥的同時，減小藥物對皮膚的損傷（見圖 1d）。針對癌癥治療，我們設計了一種新型的紫外光響應智能藥物載體。在磁性 Fe3O4@ZnO 核-殼結構納米粒表面吸附抗癌藥物后包封上一層具有柔軟主鏈的兩親性聚合物。在紫外光照射下，這種新型智能藥物載體可在通過 ZnO 親/疏水態的轉變釋放抗癌藥物的同時，借助兩親性聚合物親/疏水端的翻轉吸附癌細胞分泌的能促進自身增殖和轉移的細胞因子，從而達到對癌細胞更好的抑制效果。細胞抑制實驗表明，這種新型智能藥物載體對宮頸癌細胞[30]、鼻咽癌細胞[31]和皮膚鱗癌細胞[32]的抑制效果均強于單純化療藥物的抑制效果。
圖1
基于納米 ZnO 的智能藥物載體的藥物控釋示意圖
a. pH 響應型； b. 超聲波響應型；c. 微波響應型；d. 紫外光響應型
Figure1. Scheme of controlled release behavior of smart nanoscale ZnO-based drug delivery systemsa. pH-response; b. ultrasound-response; c. microwave-response; d. UV-response
2 納米 ZnO 的生物相容性
生物相容性一直是制約生物醫用材料進入臨床應用的最主要因素之一。雖然 ZnO 已被美國食品藥品監督管理局認定為安全的可應用于生物醫學領域的金屬氧化物，但材料成為納米尺度后，其性質會發生改變，納米 ZnO 的生物相容性也成為關注的焦點[33-36]。一般認為納米 ZnO 的生物毒性主要來自于兩個方面：一是 ZnO 誘導細胞生產活性氧族而導致氧化應激[37]，二是 Zn2+的持續釋放[38]，并且納米材料的尺寸、形態以及 ZnO 自身的光電性能都會對細胞或機體產生一定的毒性[39]。因此，未被特別修飾的純 ZnO 納米微粒會表現出一定的細胞毒性。但是，如果將 ZnO 納米微粒包裹上一層保護膜，其會在 pH = 7.4 的緩沖液或細胞培養液中穩定存在，并不會在細胞外發生溶解，也不會引起氧化應激反應。藥物或生物分子可以吸附在納米 ZnO 表面或包覆在保護膜層中被安全地帶入細胞后再釋放和發揮作用[40]。因而，聚乙二醇[15]、聚乳酸[41]、羧甲基纖維素[42]等生物相容性好的材料常被用來對納米 ZnO 進行表面修飾，以提高藥物載體的生物相容性。
但另一方面值得注意的是，納米 ZnO 遇酸釋放 Zn2+及其光毒性等性質是能夠加以利用的，有望在腫瘤藥物載體和光動力治療方向發揮協同增效作用。
3 結論與展望
ZnO 作為公認的具有良好生物相容性的金屬氧化物已被廣泛應用于生物醫學領域。隨著納米技術的發展，納米 ZnO 成為極具潛力的藥物載體的基體材料。ZnO 具有優良的性能，如：溶解于 pH < 5.5 的介質中；超聲波滲透性高；迅速將微波輻射能轉化成熱能；紫外光照下發生親/疏水態的轉變。這些性能使得納米 ZnO 成為制備智能藥物載體材料的理想選擇。因此，pH、超聲波、微波、紫外光等外界刺激源能夠較好地控制基于納米 ZnO 的智能藥物載體的藥物釋放行為。更為重要的是，本課題組設計的基于納米 ZnO 的紫外光響應智能藥物載體不僅能通過紫外光控制藥物的釋放，還能同時吸附癌細胞分泌的能促進自身增殖和轉移的細胞因子，獲得了相對于單純藥物治療更好的效果，這種設計增加了藥物載體的功能，為藥物載體的研究提供了一個新的方向。同時，進行表面修飾后的納米 ZnO 藥物載體具有良好的體內穩定性和生物相容性。目前，所有的實驗數據均表明基于納米 ZnO 的智能藥物載體在藥物控釋的應用方面具有非常廣闊的前景，但在臨床應用之前還需完成大量的臨床試驗，因此，利用納米 ZnO 的特性開發新型藥物載體的同時，積極推進納米 ZnO 的智能藥物載體的臨床試驗也應成為重點關注的方面。
引言
具有活性的藥物需要富集在病灶部位才能增強治療效果，減少毒副反應。而藥物自身缺乏對病灶的選擇性，造成體內分布不合理，導致對人體的傷害。藥物載體可改變藥物在體內的分布與給藥方式，從而提高藥物療效。但是，非控制性的藥物釋放行為可導致藥物利用度低和非病灶部位釋放，從而出現對正常組織和細胞造成損傷等問題。為了克服以上局限，能夠通過外界刺激控制藥物釋放行為的智能藥物載體的開發備受關注[1-4]。
氧化鋅（zinc oxide，ZnO）是被美國食品藥品監督管理局認證的可安全應用于食品藥品的五種金屬氧化物之一，這為 ZnO 作為藥物載體材料掃除了生物安全性的障礙[5]。此外，良好的生物可降解性、高載藥量、各種納米形態合成的便捷性以及成本價格低廉等優勢都使 ZnO 成為制備藥物載體的較優選擇。更重要的，ZnO 常溫下禁帶寬度約為 3.37 eV，且激子束縛能高達 60 meV，優良的電性能賦予 ZnO 許多特殊的性能。ZnO 能對 pH[6]、超聲波[7]、微波[8]、紫外光[9]等刺激源產生應答，從而改變自身表面理化性質，是開發基于納米 ZnO 智能藥物載體的前提條件。
近些年來，基于納米 ZnO 的藥物載體已從單純的藥物遞送發展到智能的藥物控釋階段，基于納米 ZnO 的智能藥物載體能對相應的外界刺激源產生應答，以控制藥物的釋放行為[10-11]。因此，有必要對基于納米 ZnO 的智能藥物載體的研究進展作一簡要的概述。本文主要介紹 pH 響應、超聲波響應、微波響應以及紫外光響應的基于納米 ZnO 的智能藥物載體藥物控制行為及其在體內外實驗中的應用效果，并對基于納米 ZnO 的智能藥物載體的應用前景做出了展望。
1 刺激響應型納米 ZnO 藥物載體
1.1 pH 響應型
ZnO 對 pH 的變化相當敏感，當環境 pH > 5.5 時，ZnO 能穩定存在于介質之中，但當 pH < 5.5 時，穩定的 ZnO 便迅速溶解成 Zn 2+[12]。因此，ZnO 經常被利用來制備針對癌癥用藥或由細胞內涵體介導的藥物載體。抗癌藥物姜黃素可通過溶劑揮發法吸附在 ZnO 納米粒表面，構建成平均粒徑分布在 24 nm 左右的納米復合物，該復合物在 pH = 5.8 的介質中姜黃素的釋放速率要明顯高于在 pH = 7.4 的介質中的釋放速率。姜黃素/ZnO 納米復合物不僅表現出良好的抗菌性能，而且對胃癌細胞具有明顯的抑制作用[13]。Vimala 等[14]合成了一種 ZnO 納米片，表面修飾上聚乙二醇后連接具有靶向乳腺癌細胞功能的葉酸分子，負載抗癌藥物阿霉素，合成抗癌藥物載體。該載體進入癌細胞后，ZnO 溶解，藥物得以釋放。聚乙二醇常被用來對 ZnO 納米微粒進行表面修飾以提高其在體內的親水性和穩定性，從而增加藥物載體實體瘤的高通透性和滯留效應，賦予藥物載體靶向癌組織的能力[15-16]。此外，ZnO 量子點因其粒徑較小，更容易被細胞吞入，所以基于 ZnO 量子點的藥物載體備受青睞[17-18]。ZnO 量子點可以直接通過靜電吸附或者螯合作用完成藥物的負載。帶正電荷的抗癌藥物阿霉素可以通過靜電作用力吸附在表面負電荷的 ZnO 量子點上，該載藥量子點包覆上聚乙二醇甲基丙烯酸酯并連接上 Gd3+便構建成多功能 pH 響應智能載藥系統。較低的 pH 能控制阿霉素的釋放行為，使得載藥系統的毒性要低于單純阿霉素的毒性，但對于癌癥的治療效果甚至要好于美國食品藥品監督管理局批準的臨床阿霉素制劑（NDA#050718）[19]。更有趣的是，為防止一些介孔藥物載體（如介孔硅、介孔碳等）中藥物的無控制性釋放，ZnO 量子點常被用來作為門控開關，封堵介孔，當藥物載體進入細胞內涵體或其他酸性環境中時，ZnO 量子點遇酸后溶解，介孔得以打開，實現了“門控式”藥物釋放行為。只有將封鎖通道的 ZnO 量子點溶解后，藥物才會經介孔釋放出來[12, 18, 20-21]（見圖 1a）。另外，由于 ZnO 在紫外光照射下會發生光電轉換，在組織和細胞中產生活性氧族，對細胞形成殺傷，Zhang 等[22]利用這一性質，結合 ZnO 遇酸溶解的特性，合成基于納米 ZnO 的對腫瘤具有雙重殺傷效果的智能藥物載體。
1.2 超聲波響應型
超聲波是一種頻率高于 20 000 Hz 的聲波，方向性好，穿透能力強，且可實現能量大小和作用時間的可控性，在水中傳播距離遠，是一種在生物醫學領域應用較為頻繁的作用手段[23]。但是，超聲波作為基于納米 ZnO 的智能藥物載體體外刺激源的研究較為少見，目前僅有 Barick 等[7]制備了一種多孔 ZnO 納米粒子聚合體藥物載體（見圖 1b）。當該藥物載體被給予脈沖式的超聲波刺激時，負載在載體上的阿霉素呈現脈沖式的釋放行為。ZnO 對超聲波的敏感性和易滲透性使得超聲波極易到達藥物載體的內部，通過氣蝕機制使得藥物和 ZnO 結合界面的溫度和壓力瞬時產生巨大變化，幫助藥物脫離載體，釋放到介質中。
1.3 微波響應型
微波輻照能提供極好的熱效應，并且微波的穿透性能優良，同時可通過調節功率大小和作用時間來控制微波能量大小。以上諸多優勢，使得微波成為智能藥物載體極有應用潛能的刺激源之一[24]。而 ZnO 納米粒子激子束縛能高達 60 meV，禁帶寬度約為 3.37 eV，因此，ZnO 能夠輕易吸收外界給予的微波刺激，并迅速將微波能量轉化為熱能，形成局部的熱效應[8]。基于此，Qiu 等[25]合成了一種含有 ZnO 殼層的多孔金屬氧化物納米粒復合物，復合物中包載有抗腫瘤藥物依托泊甙，然后在復合物外層包封上一種熱敏的聚合物——P（NIPAM-co-MAA）。當智能藥物載體接受到微波能量后，ZnO 迅速將其轉變為熱能，P（NIPAM-co-MAA）受熱發生體積上的收縮，原本被封閉的孔道留出空隙，依托泊甙即可從孔道釋放到介質中。此外，該課題組[26]將依托泊甙包封在環糊精的疏水腔中，鏈接于含有 ZnO 殼層的多孔金屬氧化物納米粒復合物上，給予微波輻照后，ZnO 迅速將其轉變成熱能，弱化環糊精與依托泊甙間的疏水作用力，使得藥物釋放到介質中（見圖 1c）。
1.4 紫外光響應型
在各種類型的智能藥物載體研究中，光響應型藥物載體的研究備受青睞。因為，光作為刺激源除了具有可在體外調節智能藥物載體的釋放行為、波長和強度均可實現人為控制的優點外，還具有其他刺激源無法比擬的優勢。例如，其作用范圍的精確性可控制在微米級別，不影響鄰近正常部位，使得光響應型智能載藥系統最有可能率先應用于臨床[27]。ZnO 具有良好的光響應性，受到紫外光輻射后，表面會產生氧空穴，所以 ZnO 在紫外光/暗室的交替處理下可發生親/疏水態的轉變[9]。因此，ZnO 是制備紫外光響應智能藥物載體的優良基體材料。鑒于此，本課題組[28]合成一系列基于 ZnO 的紫外光響應型智能藥物載體。單分散的粒徑分布在 180 nm 左右的 ZnO 微粒通過親/疏水作用力吸附具有抗炎、鎮痛功能的藥物吲哚美辛。該智能藥物載體只有在紫外光照下才大量釋放吲哚美辛，而無紫外光照下，8 h 的累積釋放量不足 3%。為了實現更高的藥物負載率，我們合成多孔的 ZnO 微球，這種微球是由許多無孔的 ZnO 納米小顆粒聚集而成，微孔的存在使得大量的防紫外光藥物二苯酮-3 可以吸附在 ZnO 微球上，從而制備出智能防紫外線藥物載體。我們[29]考察了紫外光照 2 h 后再暗室 2 h 處理后藥物的釋放行為，連續 3 次循環紫外光照/暗室交替的處理結果均顯示，二苯酮-3 在紫外光照下得以釋放，可增強防曬效果，但在暗室中又被智能回收入多孔 ZnO 微球，可在節約用藥的同時，減小藥物對皮膚的損傷（見圖 1d）。針對癌癥治療，我們設計了一種新型的紫外光響應智能藥物載體。在磁性 Fe3O4@ZnO 核-殼結構納米粒表面吸附抗癌藥物后包封上一層具有柔軟主鏈的兩親性聚合物。在紫外光照射下，這種新型智能藥物載體可在通過 ZnO 親/疏水態的轉變釋放抗癌藥物的同時，借助兩親性聚合物親/疏水端的翻轉吸附癌細胞分泌的能促進自身增殖和轉移的細胞因子，從而達到對癌細胞更好的抑制效果。細胞抑制實驗表明，這種新型智能藥物載體對宮頸癌細胞[30]、鼻咽癌細胞[31]和皮膚鱗癌細胞[32]的抑制效果均強于單純化療藥物的抑制效果。
圖1
基于納米 ZnO 的智能藥物載體的藥物控釋示意圖
a. pH 響應型； b. 超聲波響應型；c. 微波響應型；d. 紫外光響應型
Figure1. Scheme of controlled release behavior of smart nanoscale ZnO-based drug delivery systemsa. pH-response; b. ultrasound-response; c. microwave-response; d. UV-response
2 納米 ZnO 的生物相容性
生物相容性一直是制約生物醫用材料進入臨床應用的最主要因素之一。雖然 ZnO 已被美國食品藥品監督管理局認定為安全的可應用于生物醫學領域的金屬氧化物，但材料成為納米尺度后，其性質會發生改變，納米 ZnO 的生物相容性也成為關注的焦點[33-36]。一般認為納米 ZnO 的生物毒性主要來自于兩個方面：一是 ZnO 誘導細胞生產活性氧族而導致氧化應激[37]，二是 Zn2+的持續釋放[38]，并且納米材料的尺寸、形態以及 ZnO 自身的光電性能都會對細胞或機體產生一定的毒性[39]。因此，未被特別修飾的純 ZnO 納米微粒會表現出一定的細胞毒性。但是，如果將 ZnO 納米微粒包裹上一層保護膜，其會在 pH = 7.4 的緩沖液或細胞培養液中穩定存在，并不會在細胞外發生溶解，也不會引起氧化應激反應。藥物或生物分子可以吸附在納米 ZnO 表面或包覆在保護膜層中被安全地帶入細胞后再釋放和發揮作用[40]。因而，聚乙二醇[15]、聚乳酸[41]、羧甲基纖維素[42]等生物相容性好的材料常被用來對納米 ZnO 進行表面修飾，以提高藥物載體的生物相容性。
但另一方面值得注意的是，納米 ZnO 遇酸釋放 Zn2+及其光毒性等性質是能夠加以利用的，有望在腫瘤藥物載體和光動力治療方向發揮協同增效作用。
3 結論與展望
ZnO 作為公認的具有良好生物相容性的金屬氧化物已被廣泛應用于生物醫學領域。隨著納米技術的發展，納米 ZnO 成為極具潛力的藥物載體的基體材料。ZnO 具有優良的性能，如：溶解于 pH < 5.5 的介質中；超聲波滲透性高；迅速將微波輻射能轉化成熱能；紫外光照下發生親/疏水態的轉變。這些性能使得納米 ZnO 成為制備智能藥物載體材料的理想選擇。因此，pH、超聲波、微波、紫外光等外界刺激源能夠較好地控制基于納米 ZnO 的智能藥物載體的藥物釋放行為。更為重要的是，本課題組設計的基于納米 ZnO 的紫外光響應智能藥物載體不僅能通過紫外光控制藥物的釋放，還能同時吸附癌細胞分泌的能促進自身增殖和轉移的細胞因子，獲得了相對于單純藥物治療更好的效果，這種設計增加了藥物載體的功能，為藥物載體的研究提供了一個新的方向。同時，進行表面修飾后的納米 ZnO 藥物載體具有良好的體內穩定性和生物相容性。目前，所有的實驗數據均表明基于納米 ZnO 的智能藥物載體在藥物控釋的應用方面具有非常廣闊的前景，但在臨床應用之前還需完成大量的臨床試驗，因此，利用納米 ZnO 的特性開發新型藥物載體的同時，積極推進納米 ZnO 的智能藥物載體的臨床試驗也應成為重點關注的方面。
