《Journal of Drug Delivery Science and Technology》：Recent Advancements in Construction and Application of MOFs-based Drug Delivery Systems
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MOFs作为新型纳米药物递送系统，具有高表面积、可调孔径和生物相容性等特性。本文系统综述了表面工程和配体修饰策略在提升MOFs靶向效率、稳定性和生物安全性中的作用，重点探讨了其在协同抗癌治疗和生物大分子递送中的优势，并分析了长期毒性、规模化生产及体内疗效等临床转化瓶颈。
魏晋|郝晨|王泽伟|陈凤丽|罗杜强|安洪德
河北大学生命科学学院，河北省生物工程与生物技术创新中心，保定071002，中国
摘要
金属有机框架（MOFs）已成为一种极具前景和多功能性的纳米材料，适用于先进的药物输送应用。本综述全面总结了MOFs作为创新纳米载体的最新进展，旨在明确阐述如何通过合理设计MOFs的特定性质来应对特定的药物输送挑战。同时，本文还重点介绍了通过多种表面工程和配体修饰技术提高MOFs的生物相容性、胶体稳定性和靶向效率的策略，这些设计原则对其在高级应用中的有效性具有重要影响，尤其是在组合癌症治疗和生物大分子输送方面，MOFs相比传统纳米载体具有明显优势。最后，综述讨论了将基于MOFs的药物输送系统从实验室推向临床所面临的长期毒性、大规模合成和体内效果等挑战，并展望了未来的研究方向。
引言
靶向治疗一直是现代医学的核心挑战[1]、[2]。传统的药物输送方法存在固有的局限性，如生物利用度低、分布不均、清除速度快以及严重的脱靶副作用，这些因素共同降低了治疗效果和患者的依从性[3]、[4]、[5]。为了解决这些问题，纳米医学领域应运而生，开创了使用纳米材料进行药物控制性和靶向输送的方法[6]、[7]。在各种纳米材料中（例如脂质体、聚合物纳米颗粒和树状大分子），金属有机框架（MOFs）最近成为一种非常有前景的多孔配位聚合物，适用于药物输送[8]、[9]、[10]。
MOFs是由金属离子或簇与多齿有机连接剂自组装而成的晶体杂化材料[11]、[12]。它们具有高表面积和孔隙率、可调的孔径大小、可调控的生物降解性以及多样的结构，使其成为纳米医学的理想载体[13]、[14]、[15]。MOFs的超高效表面积使其具有出色的药物装载能力，通常超过其他材料（如介孔二氧化硅）[16]。此外，MOFs的多功能性为设计具有特定功能、降解特性和智能释放行为的材料提供了更多可能性[17]、[18]。例如，Nguyen等人报道了一种多功能CuTA/Cur@ZIF-8系统的快速合成方法，展示了如何利用ZIF-8的pH敏感性进行癌症治疗[19]。研究还探讨了将复杂的天然产物（如中国药用生物碱）封装在MOFs中，以平衡其毒性和有效性，突显了MOFs在处理不同药物分子方面的多样性[20]。此外，对合成参数（如Bi-MOF制备中的溶剂比例）的研究强调了精确材料工程与功能性能之间的关键联系，包括光降解能力，这暗示了其在治疗诊断领域的更广泛应用[21]。这些例子共同证实了MOFs在推进纳米医学方面的巨大潜力。
本综述旨在全面概述基于MOFs的药物输送系统的最新进展。首先，我们概述了为生物医学应用量身定制的MOFs的分类和合成策略，强调了生物相容性和胶体稳定性的重要性。综述的核心内容集中在药物装载机制和控制药物释放的创新策略上。我们还重点介绍了通过叶酸和肽等配体进行表面功能化以实现主动靶向的显著进展，这增强了药物的定位积累。此外，还讨论了MOFs在包括组合疗法和输送具有挑战性的生物大分子在内的先进疗法中的应用。最后，我们批判性地分析了实现MOFs临床转化所需解决的长期毒性、可扩展合成和体内效果等挑战，并对未来研究方向进行了展望。总体而言，本综述强调了MOFs在塑造下一代智能高效药物输送平台方面的变革潜力。
部分摘录
表面修饰
基于MOFs的药物输送系统的药物装载策略包括表面修饰、孔隙封装和原位合成。对MOFs进行修饰可以进一步提高其药物装载能力和持续释放效果（图1）。例如，N3-bio-MOF-100可以通过表面修饰封装姜黄素，药物装载效率达到24.02%[22]。MIL-101(Fe)可以通过表面修饰装载WR-1065和GSH，其药物装载能力分别为35.6 wt%
原始MOF载体
MOFs具有高表面积和孔隙率、可调的孔径大小、可调控的生物降解性以及多样的结构，使其成为纳米医学的理想载体。使用棒状和八面体形状的NH2-MIL-88B(Fe)纳米颗粒证明了形状依赖性的细胞摄取[66]。基于La的MOFs显示出高药物装载能力和3,4-DHCA的癌症靶向释放效果，同时具有良好的生物相容性[38]。
刺激响应性释放机制被广泛利用，特别是
癌症治疗
基于MOFs的纳米载体和纳米复合材料在癌症治疗中表现出巨大潜力，显示出增强的抗肿瘤效果、改善的生物相容性以及协同和刺激响应性的药物释放能力。这些系统旨在解决肿瘤学中的关键挑战，如靶向输送、组合疗法和治疗效果的实时监测（图4）。一个显著的进展是可注射纳米复合系统的开发
MOF载体的生物相容性、免疫相互作用和体内命运
生物相容性不是一个单一的属性，而是一个复杂的综合结果，取决于MOF的组成、降解动力学和暴露途径。金属节点的选择是决定急性毒性和长期毒性的主要因素。虽然MIL-100(Fe)或ZIF-8等框架中的内源性离子（如Fe(III)、Zn(II)或Mn(II)通常具有较高的生物相容性和代谢途径，但外来或重金属离子（如Cd、Pb、V）无论框架的稳定性如何，都会带来显著的毒性风险。结论与展望
总之，本综述详细阐述了金属有机框架（MOFs）作为下一代药物输送平台的巨大潜力。它们无与伦比的合成可调性、超高效表面积和可定制的孔隙率使其成为优于许多传统纳米载体的选择。我们讨论了这些固有属性如何实现极高的药物装载能力，保护治疗载荷免受过早降解，并
CRediT作者贡献声明
王泽伟：方法学研究、调查。陈凤丽：调查、资金获取。罗杜强：撰写——审稿与编辑、验证、监督。魏晋：撰写——初稿、验证、方法学研究。郝晨：验证、方法学研究。安洪德：撰写——审稿与编辑、验证、监督、资金获取
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者感谢河北大学的高级人才孵化计划（050001-521100221062）、河北省自然科学基金（C2023201023）以及河北省科技计划（22326504D）的财政支持。
