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研究發(fā)現(xiàn)羥基化改性后的富勒醇改善了富勒烯的水溶性、生物相容性

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2021-06-16 19:16

“明星分子”富勒烯具有抗氧化活性和細(xì)胞保護(hù)作用、抗菌活性、抗病毒作用、能夠用于負(fù)載藥物和腫瘤治療,但富勒烯本身具有強(qiáng)烈的疏水性,在極性溶液中的溶解度很低,難以在生理介質(zhì)中直接使用,且富勒烯在一些特定環(huán)境下可以引起細(xì)胞的凋亡,從而限制了其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。

 

富勒醇是富勒烯的水溶性羥基化衍生物,其主體結(jié)構(gòu)同富勒烯,因而繼承了“明星分子”富勒烯的幾乎所有優(yōu)異性能。然而,對(duì)于富勒醇的研究卻起步不久。1992年,Naim和Shevlin[1]首次報(bào)道了在真空條件下加熱混有過量氫氧化鉀(KOH)固體的C60/C70甲苯溶液生成富勒醇C60(OH)n沉淀物;國(guó)內(nèi),1996年孫大勇等發(fā)表了類似的富勒醇制備方法,在氮?dú)獗Wo(hù)下向C60甲苯溶液加入過量鉀片,生成的黑色沉淀經(jīng)水解制得棕黑色水溶性富勒醇溶液。然而,早期制備的富勒醇結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定,在光照、加熱下容易脫去羥基,水溶性迅速下降,Naim等則認(rèn)為多羥基的富勒醇升高溫度下充入氧分子(O2)會(huì)生成聚氧化的分解產(chǎn)物,而在室溫條件下,加入的氧分子(O2)還能提供低能量路徑使富勒醇恢復(fù)至富勒烯(參見圖1)。

 

圖1  水溶性富勒醇的生成和O2的影響

 

隨著研究的深入,富勒醇的穩(wěn)定化結(jié)構(gòu)很快被人們發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)。1998年,臺(tái)灣學(xué)者Bo-Cheng Wang等首次發(fā)現(xiàn)C60(OH)6和 C60(OH)12具有最低的能量結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定。2002年浙江大學(xué)朱浙英等用INDO系列方法研究C60(OH)88種異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)和光譜,探討羥基不同加成位置對(duì)異構(gòu)體穩(wěn)定性的影響,表明8個(gè)羥基以1, 2—加成方式加在C60的五元環(huán)與六元環(huán)相鄰棱上所得的異構(gòu)體最穩(wěn)定。

 

在明確富勒醇結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,人們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在富勒烯的碳原子上引入羥基,不僅改善了水溶性,同時(shí)極大地提高了其生物相容性,降低了細(xì)胞毒性,改變了富勒烯無法應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的弊端,近20年的研究表明,富勒醇在腫瘤治療、神經(jīng)保護(hù)、抗細(xì)胞氧化、藥物載體、免疫調(diào)節(jié)等多個(gè)方面都具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

 

1  發(fā)展現(xiàn)狀

 

1. 文獻(xiàn)數(shù)量分布和增長(zhǎng)情況

 

自富勒醇被成功合成之后的近30年間,國(guó)內(nèi)外對(duì)其的關(guān)注度不斷提高,最大的熱潮興起于2010年后,文獻(xiàn)數(shù)量幾乎達(dá)到之前總量的2倍(參見圖2)。

 

(a)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)數(shù)量分布

 (b)年代間文獻(xiàn)增長(zhǎng)情況

圖2  富勒醇文獻(xiàn)數(shù)量分布和增長(zhǎng)情況

 

從圖2中文獻(xiàn)數(shù)量分布情況不難看出以下3點(diǎn):①總體數(shù)量不高,中英文專利申請(qǐng)量均未超過100,最高的外文期刊數(shù)量也未過千;②專利申請(qǐng)數(shù)量明顯低于非專利發(fā)表量;③中文期刊(又稱“中文非專利”)數(shù)量明顯落后于外文期刊(又稱“外文非專利”)。究其原因,無外乎以下:①富勒醇為新興材料,人們對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能的認(rèn)知?jiǎng)倓偨?jīng)過起步階段,許多未知領(lǐng)域尚待探索,文獻(xiàn)數(shù)量的增長(zhǎng)還未到達(dá)爆發(fā)點(diǎn);②專利申請(qǐng)偏重應(yīng)用,在其產(chǎn)業(yè)化尚不成熟的階段,專利申請(qǐng)也才剛剛起步,數(shù)量上更加落后于非專利顯而易見;③富勒醇屬于新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn),研發(fā)起點(diǎn)較高,因而在國(guó)外影響因子較高的期刊上容易被發(fā)表,例如2004年日本學(xué)者Husebo在頂級(jí)期刊JACSS上發(fā)表了富勒醇作為穩(wěn)定化的自由基陰離子的論文。

 

2.主要研發(fā)機(jī)構(gòu)

 

由于外文期刊的數(shù)量遠(yuǎn)超專利和中文期刊,因此本文主要以外文期刊研發(fā)機(jī)構(gòu)的分布數(shù)據(jù)作為研究的基礎(chǔ)。通過對(duì)ISI更新至2018年12月31日前的數(shù)據(jù)(共797件)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得到以下結(jié)果(參見圖3)。

 

圖3 基于外文期刊的國(guó)內(nèi)外研發(fā)機(jī)構(gòu)文獻(xiàn)數(shù)量占比

 

從圖3不難發(fā)現(xiàn),目前對(duì)于富勒醇的研發(fā)機(jī)構(gòu)相對(duì)分散,并沒有出現(xiàn)真正的行業(yè)壟斷者,文獻(xiàn)數(shù)量占比最高的“中國(guó)科學(xué)院”也僅為21%(百分比為中文全稱和其簡(jiǎn)稱的百分比的加和),排名前4的機(jī)構(gòu)所發(fā)文獻(xiàn)的數(shù)量總和占比也僅為37%。這預(yù)示著對(duì)于富勒醇的研發(fā)依然存在大量的空白領(lǐng)域,還留有大量機(jī)會(huì)等待后來者的加入。

 

值得重視的是,在排名前4的研發(fā)機(jī)構(gòu)中,來自中國(guó)大陸的機(jī)構(gòu)占到了2席,分別是“中國(guó)科學(xué)院”(排名第1)和“中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所”(排名第4),加和總量占到了全部文獻(xiàn)數(shù)量的26%,可見中國(guó)科學(xué)院系統(tǒng)在富勒醇的研發(fā)上已然處于世界領(lǐng)先水平,中國(guó)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)力值得期待。

 

對(duì)比中外文專利和中國(guó)期刊在主要研發(fā)結(jié)構(gòu)上的檢索分析結(jié)果(參見表1),完全可以作為平行證據(jù)證實(shí)以上結(jié)論的可靠性。

 

表1  基于中外文專利和中文期刊的國(guó)內(nèi)外研發(fā)機(jī)構(gòu)文獻(xiàn)量排名

排名

1

2

3

4

5

中文專利

國(guó)家納米科學(xué)中心

中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所

中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所

中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所

蘇州大學(xué)

外文專利

威廉馬歇爾萊斯大學(xué)

列寧格勒創(chuàng)新研究所

中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 

中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所

中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所

中文期刊

北京理工大學(xué)

中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所

中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理學(xué)研究所

青島科技大學(xué)

國(guó)家納米科學(xué)中心

 

2  在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

 

在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,關(guān)于富勒醇的研究熱點(diǎn)主要集中在對(duì)于腫瘤的抑制和對(duì)癌癥的治療上,極具新穎性的應(yīng)用還包括心梗的治療、抗輻射以及疫苗制備,各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的文獻(xiàn)分布情況如表2所示。

 

表2  富勒醇在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的文獻(xiàn)分布

 

 

 

 

 

應(yīng)用領(lǐng)域

腫瘤的抑制和癌癥治療

心梗治療

抗輻射

疫苗制備

文獻(xiàn)數(shù)量*/件

107

35

1

1

*:其中文獻(xiàn)總量基于外文期刊數(shù)量。

 

 

 

 

 

 

2.1  腫瘤抑制和癌癥治療

 

2.1.1負(fù)載抗癌藥物

 

印度學(xué)者Thotakura等將富勒醇—天冬氨酸衍生物作為負(fù)載多硒紫杉醇(抗癌藥物)的載體,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),相較于純的多硒紫杉醇,用富勒醇衍生物負(fù)載的藥物粒子的生物相容性提高了5.8倍,細(xì)胞毒性降低了4.3倍,負(fù)載藥物的納米結(jié)構(gòu)與紅細(xì)胞相容并提供降低的蛋白質(zhì)結(jié)合,由此能夠提供一種具有增強(qiáng)藥物功效和安全性的新型載體。

 

塞爾維亞學(xué)者Jovic等研究了負(fù)載阿霉素(抗癌藥物)的富勒醇納米粒子對(duì)腫瘤抑制及細(xì)胞毒性上的影響,研究發(fā)現(xiàn),該負(fù)載納米粒子中富勒醇與阿霉素之間為非共價(jià)鍵,僅通過分子間極性相連(參見圖4),與相同濃度的純阿霉素相比,顯著降低了MCF—7和MDA—MB—231細(xì)胞(癌細(xì)胞)的活性,且通過富勒醇的負(fù)載,阿霉素的身體吸收量增大,能夠作為細(xì)胞內(nèi)靶向載體制備抗癌藥物。

 

圖4 阿霉素和富勒醇之間非共價(jià)鍵連接示意圖

 

此外,富勒醇除了抗腫瘤活性外,由于分子具有強(qiáng)烈的吸電子還原特性,使其能夠清除生物體中的活性氧等自由基,拮抗氧化應(yīng)激引起的細(xì)胞損傷,因此還能作為保護(hù)劑降低傳統(tǒng)抗癌藥物對(duì)機(jī)體的損傷。斯洛文尼亞學(xué)者Poto?nik等研究發(fā)現(xiàn)富勒烯醇預(yù)處理后的阿霉素能夠降低藥物誘導(dǎo)產(chǎn)生的心臟毒性,對(duì)人體具有保護(hù)作用。

 

在國(guó)內(nèi)方面,國(guó)家納米科學(xué)中心的陳春英等制備得到了一種負(fù)載有鹽酸阿霉素的納米粒子,所述納米粒子具有核殼結(jié)構(gòu),所述內(nèi)核由富勒醇構(gòu)成、所述外殼為聚乙二醇—聚乳酸—聚羥基乙酸嵌段聚合物,在富勒醇內(nèi)核的表面負(fù)載有鹽酸阿霉素。該納米粒子粒徑合適,能夠?qū)崿F(xiàn)鹽酸阿霉素的緩慢釋放,釋放曲線平穩(wěn),接近線性釋放,相較于傳統(tǒng)的以聚合物膠束作為藥物載體或者不使用載藥體系的治療方法,穩(wěn)定性高,負(fù)載量高,在血清中納米粒子粒徑2周內(nèi)沒有明顯的變化,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)使用該納米粒子作為載體能夠有效防止因藥物突釋造成的毒副作用和心肌細(xì)胞損傷。

 

2.1.2直接作為抗腫瘤藥物使用

 

2005年,中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所就金屬富勒醇Gd@C82 (OH) 22在制備抑制腫瘤生長(zhǎng)的藥物中的應(yīng)用提出了一項(xiàng)新的發(fā)明專利,提出了一種對(duì)腫瘤實(shí)施“監(jiān)禁”的新理論,并在2012年分別被美日歐授予了發(fā)明專利權(quán),但在中國(guó)未被授權(quán)。

 

在該理論提出之前,具備特定腫瘤抑制性的富勒醇具體化合物種類尚屬空白,而在上述專利提出的十幾年間,諸多關(guān)于富勒醇在抗癌方面的具體化合物種類和新的應(yīng)用被逐漸發(fā)現(xiàn)和發(fā)表,掀起了富勒醇研究的新高潮。

 

上述發(fā)明專利及其相關(guān)發(fā)表論文提出富勒醇〔目標(biāo)化合物為Gd@C82(OH)22〕本身“不殺死”腫瘤細(xì)胞,但可以促進(jìn)腫瘤組織周圍形成厚纖維層,把腫瘤組織包裹其中,實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的“監(jiān)禁”,阻斷腫瘤轉(zhuǎn)移(圖5所示);同時(shí)Gd@C82 (OH)22細(xì)胞毒性低,生物相容性好,相較于傳統(tǒng)化療藥物對(duì)人體傷害小。上述效果主要是通過以下2方面途徑得以實(shí)現(xiàn):①抑制基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)、阻止細(xì)胞外基質(zhì)的降解;②Gd@C82 (OH)22分子作為膠原分子間的“橋梁”,促進(jìn)膠原分子交聯(lián),加固細(xì)胞外基質(zhì)。

 

圖5  Gd@C82 (OH)22 “監(jiān)禁”、抑制腫瘤生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移

 

除去以上需要負(fù)載金屬(選自Gd,La等稀土金屬)才能起到抗癌作用的富勒醇,不負(fù)載金屬的富勒醇,即純粹的富勒醇同樣具備抗癌效果。Chengdu Sun等發(fā)現(xiàn)在癌細(xì)胞的擴(kuò)展過程中常發(fā)生血管生成,而C60(OH)22納米粒子能夠抑制血管生成,從而阻止癌細(xì)胞的侵襲和包圍;YangLiu等將SMCC—7721癌細(xì)胞用富勒烯醇〔C60(OH)24〕處理24h、48 h和72h后,使用原子力顯微鏡(AFM)進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)C60(OH)24能夠顯著降低SMCC—7721腫瘤細(xì)胞的彈性模量,在彈性模量降低的同時(shí)還伴隨著細(xì)胞形態(tài)的改變,細(xì)胞形態(tài)由原本的多邊形轉(zhuǎn)變?yōu)閳A形;細(xì)胞剛性降低伴隨肌動(dòng)蛋白纖維瓦解。國(guó)內(nèi),青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院和青島科技大學(xué)的沈方臻等采用C60(OH)n/C70(OH)n的富勒醇和氟尿嘧啶對(duì)小鼠移植性肝癌的生長(zhǎng)的抑制作用進(jìn)行平行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)富勒醇對(duì)小鼠移植性肝癌的生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用, 且毒性較氟尿嘧啶小。

 

2.1.3小結(jié)

 

當(dāng)將富勒醇應(yīng)用于腫瘤抑制和抗癌領(lǐng)域時(shí),一種思路是將富勒醇或其衍生物作為載體或靶向載體,負(fù)載傳統(tǒng)抗癌藥物制備載藥納米粒子;另一種思路是將金屬富勒醇或純粹的富勒醇直接作為抗癌藥物使用。不論采用哪種方法,所得到的樣品均具有明顯的腫瘤細(xì)胞抑制性和低毒性,與傳統(tǒng)的化療藥物和靶向藥物相比,克服了傳統(tǒng)化療藥物毒性高、副作用大;靶向藥物研發(fā)成本高,價(jià)格貴的缺陷,有望成為新一代的腫瘤抑制劑用于研發(fā)抗癌新藥。

 

2.2 其他生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

 

2.2.1心梗治療

 

單純干細(xì)胞移植治療心肌梗死領(lǐng)域,目前已有多種基于多糖和蛋白質(zhì)的生物相容性水凝膠在心肌組織工程中得以廣泛應(yīng)用,其可在一定程度上提高干細(xì)胞在體內(nèi)的滯留率和存活率、進(jìn)而促進(jìn)受損組織的修復(fù)并改善心臟的功能。但是在設(shè)計(jì)時(shí)均為從心肌梗死的生理和病理微環(huán)境特征入手,缺乏主動(dòng)清除心梗微環(huán)境中過多氧自由基(ROS)的能力,使宿主和移植細(xì)胞的活性受到很大的影響。同時(shí)缺乏導(dǎo)電性的本質(zhì)也使其無法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的電活性連接,使其與宿主之間的整合能力較差,影響對(duì)受損心肌的修復(fù)作用。

 

中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院的王常勇等制備了一種由海藻酸和富勒醇復(fù)合的可注射性水凝膠,該水凝膠具有優(yōu)異的可注射性和機(jī)械強(qiáng)度以及良好的生物相容性,更為重要的在氧自由基微環(huán)境下,富勒醇的引入可明顯減小棕色脂肪來源干細(xì)胞細(xì)胞間或細(xì)胞內(nèi)ROS,減少或避免細(xì)胞的氧化應(yīng)激損傷,通過調(diào)控MAPK家族信號(hào)通路和相關(guān)蛋白的表達(dá)促進(jìn)BADSCs,促進(jìn)受損心肌組織的修復(fù)并改善心臟的功能從而治療心梗。在可注射性心肌組織工程中具有潛在的應(yīng)用前景。

 

2.2.3抗輻射

 

蘇州大學(xué)的許玉杰等使用生物材料(混合類脂,即液態(tài)脂質(zhì)與固態(tài)脂質(zhì)混合的混合物)為載體,將富勒醇包裹起來,在其表面連接與核受體具有高度親和力的雌激素類似物制備細(xì)胞核靶向富勒醇硬脂質(zhì)納米粒,該物質(zhì)能夠通過多種生物屏障和核膜,高效率地載帶富勒醇到細(xì)胞核內(nèi),打破了傳統(tǒng)藥物只能針對(duì)細(xì)胞膜提供保護(hù)的限制,發(fā)揮其強(qiáng)大的清除自由基能力,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)靶分子DNA的輻射防護(hù)的作用。

 

Sanja Trajkovic等將富勒醇和傳統(tǒng)輻射保護(hù)劑amifostine(氮磷斯?。┕餐糜诳馆椛溲芯浚簩W(xué)結(jié)果表明,富勒醇比氮磷斯丁更能阻止輻射誘導(dǎo)的白細(xì)胞計(jì)數(shù)減少,特別是在照射后的前7天。病理組織學(xué)檢查顯示,與在脾臟,小腸和肺部的氮磷斯丁相比,富勒醇具有更好的輻射防護(hù)作用;而在心臟、肝臟和腎臟中,氮磷斯丁依然具有更好的輻射保護(hù)作用。由此證實(shí)了富勒烯醇具有令人滿意的輻射防護(hù)功效,和作為輻射防護(hù)劑使用的潛力。

 

2.2.4疫苗制備

 

國(guó)家納米科學(xué)中心的陳春英等發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的疫苗用鋁佐劑在一定程度上抑制了機(jī)體的細(xì)胞免疫水平,同時(shí)其在注射部位能引起一定的炎癥和過敏反應(yīng);而富勒烯衍生物C60OxHy作為疫苗佐劑可提高機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫水平,同時(shí)可減少抗原的使用劑量或減少免疫次數(shù);安全性好,對(duì)注射部位無明顯的刺激作用;具有抗氧化和清除自由基的功能,在充當(dāng)免疫佐劑的同時(shí),還可能提高機(jī)體抗氧化的防御能力,使機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)。適用于制備艾滋病病毒疫苗、乙型肝炎病毒疫苗和人乳頭狀瘤病毒疫苗等重大傳染病疫苗。

 

Ligeng Xu等則發(fā)現(xiàn)除傳統(tǒng)的疫苗佐劑外,可以將富勒醇納米顆粒設(shè)計(jì)為形貌類似HIV—1病毒的雙功能納米佐劑,能同時(shí)吸引HIV—1的DNA和活化主體的免疫系統(tǒng)(作用機(jī)理參見圖6),產(chǎn)生非常強(qiáng)的免疫反應(yīng)并且具有對(duì)抗HIV—1DNA的高的傳輸能力,有望成為對(duì)抗HIV病毒的新型無毒納米佐劑。

 

圖6 富勒醇作為潛在調(diào)節(jié)劑的作用機(jī)理

 

2.2.4皮膚修復(fù)、止血微球和醫(yī)用海綿

 

具有新穎性的代表不僅包括以上提及的心梗治療、抗輻射劑以及疫苗佐劑,還包括皮膚修復(fù)、止血微球和醫(yī)用海綿等。

 

陳春英等以聚乳酸—羥基乙酸和/或聚己內(nèi)酯與任選的膠原蛋白以及多羥基富勒醇紡絲成膜。該紡絲膜具有良好的機(jī)械性能、生物相容性,對(duì)正常細(xì)胞無明顯的細(xì)胞毒性,提高其中所負(fù)載的多羥基富勒醇的抗氧化能力,具有抵抗氧化損傷、藥物緩釋的功能,用于制備皮膚氧化損傷或皮膚修復(fù)用的材料。

 

甘少磊等將富勒醇與天然高分子(淀粉)復(fù)合制備止血微球,既具有良好的止血性能,又具有清除自由基,減少傷口愈合過程中色素沉積的作用;此外,甘少磊等[27]還以富勒醇為引發(fā)劑,與丙交酯、乙交脂、ε—己內(nèi)酯合成生物可降解高分子材料,通過冷凍干燥技術(shù)加工成醫(yī)用海綿,具備優(yōu)良的滲液吸收性能、機(jī)械性能和可降解性能。

 

3  除生物醫(yī)學(xué)外的其他應(yīng)用

 

基于富勒醇本身獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),富勒醇在生物醫(yī)學(xué)之外的其他領(lǐng)域也得到了創(chuàng)造性應(yīng)用,包括但不僅限于促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)、預(yù)防和治療齲病、無菌培養(yǎng)基、涂料、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液等。

 

中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所王春儒等公開了水溶性富勒烯衍生物在促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)和治療脫發(fā)中的應(yīng)用,所述水溶性富勒烯衍生物為富勒醇和/或金屬富勒醇,其中的羥基數(shù)目為15~35。

 

劉寶剛等公開了一種包含富勒醇及其衍生物的預(yù)防和治療齲病的口腔護(hù)理組合物。

 

梁太波等公開了用碳納米材料(包括富勒醇)制備無菌培養(yǎng)基的方法,由此制備的培養(yǎng)基中無菌落出現(xiàn),除菌效果良好。

 

吳瑛公開了將富勒烯(或富勒醇)和電氣石組合制備干粉涂料,能夠釋放負(fù)離子及抑菌效果。

 

朱海濤等公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液,該冷卻液中的富勒醇和有機(jī)酸緩蝕劑協(xié)同作用,對(duì)金屬具有理想的防腐效果。

 

4  結(jié)語(yǔ)

 

羥基化改性后的富勒醇,不僅繼承了明星分子富勒烯的原有優(yōu)勢(shì),還改善了富勒烯的水溶性、生物相容性,大大降低了其毒性,從而打破了富勒烯不能應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的限制,在腫瘤抑制和癌癥治療、心梗治療、抗輻射和疫苗制備等熱門領(lǐng)域獲得了嶄新的生命力。

 

作為一種新型衍生物,中國(guó)科學(xué)家在以上熱門領(lǐng)域中的研發(fā)已經(jīng)走在世界前列,例如中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所關(guān)于金屬富勒醇Gd@C82(OH)22在制備抑制腫瘤生長(zhǎng)的藥物中的新發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)化療藥物相比,用量小、腫瘤抑制率高、毒性低、對(duì)身體損傷小,這對(duì)于無法承擔(dān)靶向藥的高價(jià)格,同時(shí)不堪忍受放化療毒副作用的病患無疑帶來了福音;中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所將海藻酸-富勒醇復(fù)合水凝膠用于單純干細(xì)胞移植誘發(fā)心肌梗死的治療,國(guó)家納米科學(xué)中心將富勒醇作為能夠?qū)笻IV病毒的疫苗佐劑的新發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)外均尚屬首例。

 

事實(shí)上,憑借優(yōu)異的生物相容性、能夠清除自由基的抗氧化性、透膜活性以及獨(dú)特的形貌,科學(xué)家們有足夠動(dòng)機(jī)用富勒醇替換在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域許多常規(guī)的藥物和制劑,并將其應(yīng)用于人們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。

 

然而,目前人們對(duì)于富勒醇的結(jié)構(gòu)改性、清除自由基和抗癌機(jī)理、在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的治療效果的認(rèn)知依然有限,剩余的研發(fā)空間體量依然很大。有志于此的后來者們所面臨的不僅僅是巨大的機(jī)遇,還有不低的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

 

文/李凌

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心

 

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來源:新材料產(chǎn)業(yè)

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