富勒烯在生物医疗领域的应用

富勒烯（Fullerene) 是单质碳被发现的第三种同素异形体。任何由碳一种元素组成，以球状，椭圆状，或管状结构存在的物质，都可以被叫做富勒烯，富勒烯指的是一类物质。富勒烯与石墨结构类似，但石墨的结构中只有六元环，而富勒烯中可能存在五元环。1985年Robert Curl等人制备出了C60。1989年，德国科学家Huffman和Kraetschmer的实验证实了C60的笼型结构，从此物理学家所发现的富勒烯被科学界推向一个崭新的研究阶段。富勒烯的结构和建筑师Fuller的代表作相似，所以称为富勒烯。

初步研究表明，富勒烯类化合物在抗HIV、酶活性抑制、切割DNA、光动力学治疗等方面有独特的功效。

富勒烯在生物医疗领域的应用

1. 癌症治疗

富勒烯具有优异的自由基清除能力，可以用来对抗放射治疗产生的自由基对癌症患者产生的不良影响。富勒烯DF -1，一种C60富勒烯衍生物，具有良好水溶性的树枝状大分子，通过部分减弱活性氧的合成，对辐射诱导的损伤产生对抗作用；富勒烯也可以用于光动力疗法（PDT）杀死癌细胞。含有N-乙烯基吡咯烷酮的共价共轭的水溶性C60在光照下可以产生大量的O2.-引发DNA裂解从而杀死癌细胞；钆掺杂的富勒烯纳米粒子具有与临床抗癌药物紫杉醇（PTX）相当的抗癌功效。

2. 抗炎治疗

富勒烯可以通过抑制IgE抗体诱导的Ⅰ型超敏反应。 因此，富勒烯可以治疗各种过敏细胞依赖性过敏性炎症。富勒烯通过抑制肥大细胞和外周血嗜碱性粒细胞抑制促炎介质的释放达到稳定的抗炎作用。

3. 医学诊断

许多含钆的富勒烯衍生物可以用作磁共振成像造影剂。与富含巨噬细胞清道夫受体的富勒烯共轭的脂质体具有氧化磷脂酰胆碱和氧化低密度脂蛋白的特异性，因此，可以作为标记小鼠动脉粥样硬化斑块的成像剂。

4. 药物/基因载体

功能化的富勒烯可以用作药物和基因递送的有效纳米载体。使用氨基甲酸酯接头合成富勒烯醇-阿霉素的缀合物在体内外试验均表现出良好的抗肿瘤作用。富勒烯纳米颗粒可以用于递送顺铂，通过内吞作用逆转肿瘤对药物的抵抗，改善细胞内积聚。生物相容性和水溶性荧光富勒烯（C60-TEG-COOH）包覆的中孔二氧化硅纳米粒子（MSN）负载药物可以实现pH依赖性释药，同时基于其荧光特性还可以检测纳米颗粒的细胞摄取。富勒烯可以作为多孔吸收剂。用于口服给药以阻止水解和蛋白水解酶的降解，并改善低膜渗透性。用四（哌嗪基）富勒烯递送环氧化物，具有独特的器官选择性，增加基因表达，并且在肾中没有显示出急性毒性。用氨基酸修饰的富勒烯可以与人类表皮角质形成细胞相互作用，为透皮给药系统的进一步应用提供了基础。富勒烯被用作基因传递的载体，可以与DNA结合并将其运转到靶细胞中。相比于传统的非病毒转染的方法，富勒烯负载基因转染具有更高的效率和选择性，而且在肝脏和肾脏组织中没有急性毒性。