共价有机框架材料在药物递送中的应用进展

背景介绍药物递送系统（DrugDeliverySystem，DDS）通过增强药物对靶点的传递，最大限度地减少药物在递送过程中的流失，促进患者的依从性从而改善患者的健康。2000年随着纳米医学兴盛，开始使用纳米颗粒进行药物递送。由于纳米载体可能存在潜在危害，因此药物递送系统需要具备无毒、高载药量等条件。共价有机框架（COFs）是一类由C、H、N、O、B等轻质元素组成，通过共价键连接形成的多孔结晶有机聚合物。本文亮点1介绍了COFs及其复合材料的合成方法及表征，列举了COFs作为几种模型药物（如阿霉素、5-氟尿嘧啶等）的载体在药物递送中的应用；2提出了COFs材料在药物递送领域中的优势；3对目前COFs材料在药物递送领域所面临的挑战和未来发展的机遇进行了总结和展望。内容介绍1

药物递送载体研究现状药物递送系统是利用载体负载药物，在合适的时间将适量的药物输送到生物体内，并有效控制药物在生物体内特定位置的释放和分布。DDS具有提高药物稳定性、减少药物降解、降低药物不良反应、实现药物控制释放和靶向释放等优势。2

COFs材料的研究现状2.1

COFs材料的合成在合成过程中，COFs结构形成的关键是调节热力学平衡形成共价键，形成高度有序的共价网络。COFs材料合成方法有溶剂热合成法、离子热合成法、微波辅助合成法、室温合成法、机械研磨法等。2.2

COFs材料的种类及特点COFs是一类由特定的有机单体进行可逆缩聚反应而形成的有机多孔材料。COFs材料具有质量轻、密度低、孔道开放、大小均一、结构可调等优点。COFs由有序的多孔网络组成，具有较大的孔径和较高的比表面积。与金属有机框架材料相比，COFs材料具有更好的热稳定性和化学稳定性，同时COFs中金属离子的缺乏降低了自身的细胞毒性，这是COFs用作药物递送系统的天然优势。2.3

COFs材料的表征作为具有高载药能力和高效药物释放的药物递送载体，COFs材料的生理稳定性差、非特异性作用和细胞膜渗透性低等局限性限制了其在生物医学领域的应用。3

COFs在药物递送中的应用传统的药物递送系统利用全身给药，将药物分布到全身，这种给药方式可能伴有严重的副作用和药物向所需细胞的输送量不足的缺点。3.1

负载抗癌抗肿瘤类化学药物递送的COFs材料3.1.1

负载阿霉素递送的COFs材料阿霉素（Doxorubicin，DOX）是一种肿瘤抗生素，可抑制RNA和DNA的合成，对RNA的抑制作用最强。阿霉素为广谱抗肿瘤药，可对机体产生广泛的生物化学效应，对多种肿瘤细胞表现出优异的杀伤效应，具有强烈的细胞毒性作用。通过自组装聚乙二醇修饰的单功能姜黄素衍生物（PEG-CCM）和胺功能化的COFs开发了一系列水分散性聚合物-COF纳米复合材料，即PEG-CCM@APTES-COF-1（图2a）。3.2

负载抗癌抗肿瘤类中药递送的COFs材料槲皮素（Quercetin）是植物界分布广泛，具有多种生物活性的黄酮醇类化合物，具有较好的祛痰、平喘、止咳作用，同时具有减少毛细血管脆性、降低血压血脂、增加冠脉血流量等作用。3.3

负载布洛芬递送的COFs材料布洛芬（Ibuprofen，IBU）属于解热镇痛类药物，是一种非甾体抗炎药，可用于治疗疼痛、炎症和风湿病。4

结论和展望将活性治疗药物装载至COFs，不仅可以将药物稳定地存在于血液中，而且能将药物选择性释放至靶向部位，表现出优异的肿瘤抑制能力，提高了抗癌药物的生物利用度、药代动力学，改善了生物分布特征，为癌症治疗提供了新思路。COFs在药物递送领域的应用还处于起步阶段，未来COFs在药物递送系统中的应用可围绕以下几个方面开展：（1）优化COFs的反应条件，使用绿色、低成本的反应物与溶剂进行COFs的合成，或加入高效、可回收的催化剂加速反应进行，设计出可用于工业化生产的反应路线。（2）装载更多的模型药物，扩大COFs在药物递送领域的应用。比