一、研究背景

癌癥是全球第二大死因，僅次于心臟病。僅在美國，每天就有約 1620 人死于癌癥，凸顯了癌癥對公眾健康的重大影響。這一統(tǒng)計(jì)數(shù)字凸顯了對持續(xù)研究、加強(qiáng)預(yù)防策略和開發(fā)更有效治療方法的迫切需求。癌癥已成為一項(xiàng)嚴(yán)峻的全球健康挑戰(zhàn)，其負(fù)擔(dān)逐年加重。該疾病的發(fā)病率和死亡率呈穩(wěn)步上升趨勢。例如，全球新發(fā)癌癥病例從 2010 年的約 1 400 萬例激增至 2020 年的 1 930 萬例，增幅高達(dá) 37.8%。同樣，與癌癥相關(guān)的死亡人數(shù)也從 2010 年的 820 萬攀升至 2020 年的 990 萬，凸顯了該疾病的破壞性影響。這些數(shù)字不僅凸顯了癌癥發(fā)病率的不斷增長，還強(qiáng)調(diào)了全面預(yù)防、早期檢測和有效治療策略的迫切需要，以應(yīng)對這一全球健康危機(jī)。

癌癥包括多種疾病，其主要類型受到全球關(guān)注，如圖 1 所示，包括但不限于腦癌、乳腺癌、腎癌、黑色素瘤和肝癌。每種癌癥都起源于特定的組織，表現(xiàn)出獨(dú)特的特征，影響不同的器官。了解這些癌癥類型對有效診斷、治療和研究工作至關(guān)重要，有助于改善治療效果和減輕全球癌癥負(fù)擔(dān)。對這些領(lǐng)域的全面認(rèn)識和研究有助于推動腫瘤學(xué)的發(fā)展，促進(jìn)制定更好的預(yù)防、早期檢測和個(gè)性化治療策略。

圖1.癌癥的類型

高收入國家的癌癥死亡率較高，這可能與先進(jìn)的醫(yī)療保健基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān)，這些基礎(chǔ)設(shè)施能夠提供更徹底的診斷和報(bào)告，此外還有預(yù)期壽命延長等因素，以及飲食和吸煙等生活方式因素。癌癥是一種受多種因素影響的復(fù)雜疾病。環(huán)境因素起著重要作用，煙草煙霧、輻射、污染和職業(yè)危害是主要的罪魁禍?zhǔn)?。接觸這些因素會增加罹患各種癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。遺傳因素也有一定的影響，因?yàn)檫z傳突變可能使人容易罹患某些癌癥。雖然并非所有癌癥都會遺傳，但家族史仍然是一個(gè)重要的考慮因素。生活方式因素對癌癥風(fēng)險(xiǎn)有重大影響，其中飲食、體育鍛煉、肥胖、飲酒和激素替代療法是關(guān)鍵的影響因素。富含水果和蔬菜的飲食加上定期鍛煉有助于降低患癌風(fēng)險(xiǎn)，而不健康的生活習(xí)慣則會增加患癌風(fēng)險(xiǎn)。年齡、免疫系統(tǒng)功能和傳染源等其他因素也會對癌癥的發(fā)展產(chǎn)生影響。必須指出的是，這些因素的相互作用在不同癌癥類型中各不相同，雖然遺傳會影響易感性，但生活方式的改變和環(huán)境保護(hù)對預(yù)防癌癥仍然至關(guān)重要。相比之下，低收入國家在獲得優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)方面往往面臨挑戰(zhàn)，導(dǎo)致診斷不足和報(bào)告不足，從而造成癌癥死亡率明顯偏低。

基于納米纖維的給藥系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)藥物的可控和持續(xù)釋放提供了一種前景廣闊的方法。然而，要將這些系統(tǒng)從實(shí)驗(yàn)室成功轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，就必須全面了解它們的降解特征和藥代動力學(xué)/藥效學(xué)（PK/PD）行為。納米纖維降解的速度和機(jī)制對藥物釋放動力學(xué)有重大影響，可生物降解聚合物具有控釋和最終消除載體系統(tǒng)的優(yōu)勢。同時(shí)，闡明封裝藥物的吸收、分布、代謝和排泄對于優(yōu)化劑量方案和預(yù)測治療效果至關(guān)重要。通過對這些參數(shù)進(jìn)行細(xì)致的表征，研究人員可以設(shè)計(jì)出既能有效遞送治療藥物，又能將不良反應(yīng)降至最低的納米纖維系統(tǒng)。

二、摘要

目前，由于生活質(zhì)量低下，癌癥患者的人數(shù)不斷增加。因此，治療癌癥的療法受到了專家們的廣泛關(guān)注。許多抗癌藥物已被用于治療癌癥患者。然而，立即使用抗癌藥物會給患者帶來令人不快的副作用，而且在使用這些療法時(shí)也有許多限制。纖維素、殼聚糖、聚乙烯醇 (PVA)、聚丙烯腈 (PAN)、肽和聚（羥基烷酸）等多種聚合物在治療癌癥方面具有良好的特性，但通過共軸電紡絲技術(shù)生產(chǎn)的基于納米纖維的靶向和可控給藥系統(tǒng)具有非凡的特性，如良好的機(jī)械特性、優(yōu)異的釋放特性、高表面積、高抗氧化性、高抗疲勞性和高抗氧化性、 而且無毒無害、生物可再生、生物友好、高度可降解，可非常方便地進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

因此，通過同軸電紡絲設(shè)備生產(chǎn)的納米纖維可以設(shè)計(jì)成針對特定癌細(xì)胞或組織。通過改變納米纖維的成分和特性，研究人員可以控制治療劑的釋放動力學(xué)，增強(qiáng)其在腫瘤部位的蓄積，同時(shí)將全身毒性降至最低。同軸電紡納米纖維的核殼結(jié)構(gòu)可以控制治療劑的長期持續(xù)釋放。這種可控釋放特性可在腫瘤微環(huán)境中長時(shí)間維持治療藥物濃度，從而提高癌癥治療效果。

三、結(jié)論

將藥物輸送到患處的傳統(tǒng)方法依賴于藥物的控制和持續(xù)排出。利用基于納米技術(shù)的框架為臨床科學(xué)提供了支持。利用這些納米傳輸器實(shí)現(xiàn)的指定和持續(xù)藥物排放表明，這是一種很有前途的方法。與游離藥物相比，納米纖維可支持藥物排出，因此對癌細(xì)胞更有效。藥物和聚合物的選擇對于決定正確的混合藥物傳輸至關(guān)重要。納米纖維可以攜帶大量的各種抗癌藥物；天然提取的材料有助于治療受癌癥影響的細(xì)胞；磁性納米粒子也證明了其與其他抗癌藥物混合使用的價(jià)值。一般來說，姜黃素等親水性和疏水性藥物的輸送可以在納米纖維的幫助下進(jìn)行控制。因此，納米纖維在保護(hù)人類免受癌癥疾病侵襲方面具有驚人的功效。

圖2.人類的藥物輸送。

圖3.納米纖維在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

圖4.用于癌癥治療的常用聚合物納米纖維。

 

圖5.靜電紡絲法生產(chǎn)納米纖維。

 

圖6.用聚合物控制藥物。

圖7.電紡絲法制備用于癌癥治療的納米纖維網(wǎng)。