在21世纪，心血管疾病、肿瘤与糖尿病成为危害人类健康的三大疾病，目前，临床中使用的常规药物制剂，如溶液、悬液或乳液等，存在生物利用度低，首过效应，稳定性差，靶向性弱等局限性，并具有一定的毒副作用，已逐渐不能满足临床用药的需求，纳米技术的发展有望在这一方面取得突破(Esposito, 2012)。
1 纳米药物载体的优势
与传统的药物制剂相比，纳米药物载体具备特定的优势，表现在：1）纳米药物载体可经过血液循环进入毛细血管，还可透过内皮细胞间隙，进入病灶，被细胞以胞饮的方式吸收，实现靶向用药，提高了药物的生物利用率。2）纳米载体粒径较小，拥有较高的比表面，可以包埋疏水性药物，提高其溶解性，减少常规用药中助溶剂的副作用。3）纳米药物载体经靶向基团修饰后可实现靶向药物给药，可减少用药剂量，降低其副作用，如叶酸修饰载药纳米粒、磁性载药纳米粒等。 4）纳米载体可延长药物的消除半衰期（t1/2β），提高有效血药浓度时间，提高药效，降低用药频率，减少其毒副作用。5）纳米载体可透过机体屏障对药物作用的限制，如血脑屏障、血眼屏障及细胞生物膜屏障等，使药物到达病灶，提高药效(Lim, 2002; Patravale, 2004; Iqbal, 2012)。
2 纳米药物载体的靶向性
与单纯的药物相比，纳米药物载体可实现靶向药物治疗。靶向给药治疗是指供助载体、配体或抗体将药物通过局部给药或全身血液循环而选择性地定位于靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内结构的给药系统。在特定的导向机制作用下，纳米药物载体输送药物到特定靶点，发挥治疗作用，可达到药剂用量少、毒副作用低、药效持续、生物利用度高、长时间保持靶目标的有效药物浓度的效果(Kolluru, 2013; Webster, 2013)。
纳米药物载体的靶向机制包括被动靶向（Passive targeting）、主动靶向（Active targeting）和物理化学靶向（Physico-chemical targeting）。被动靶向即自然靶向，指药物被载体通过正常生理过程运送至肝、脾、肺等器官。一般的微粒给药系统具有被动靶向性能。纳米药物载体的被动靶向作用是通过血液中网状内皮系统(RES)的吞噬细胞将一定大小的微粒作为异物而摄取，较大的微粒由于不能滤过毛细血管床被机械截留于某些部位。其中，粒径大于7 μm的颗粒被肺毛细血管机械截留，粒径小于7 μm被肝脾中单核巨噬细胞摄取，100-200 nm的颗粒被网状内皮系统巨噬细胞摄取，被传递至肝枯否细胞(Kupffer cel1)溶酶体中；50-100 nm的微粒被肝实质细胞摄取，而粒径小于50 nm的颗粒透过肝脏内皮细胞传递到脾和骨髓中。另外，在抗肿瘤研究中，纳米药物载体的被动靶向指的是具有纳米尺度的药物载体能透过不完整的血管壁聚集于肿瘤组织，称为高通透性和滞留效应(enhanced permeability and retention effect，EPR)。
主动靶向是指纳米药物载体经配基（抗体、多糖、核酸等）修饰后通过受体介导的胞吞作用聚集于靶目标，实现药物的靶向治疗。在细胞膜表面附着的糖蛋白是细胞分泌的表面受体，不同种类细胞表达的糖蛋白种类和数量各异。把与受体亲和的配基修饰于纳米药物载体上，可以实现药物的靶向递送(J. Wang, 2010; Chen, 2011; Yoon, 2012; Sultana, 2013)。
物理化学靶向是应用一些特殊的物理化学方法如温度、pH或磁场等外力作用将纳米药物载体导向特定部位，实现药物的靶向治疗。在体外磁场下，磁性纳米药物载体聚集于病灶部位，实现药物的靶向治疗，提高了生物利用度，降低了毒副作用(Kumar, 2007; Shen, 2013)。由于肿瘤组织的微环境是酸性的，肿瘤细胞中内涵体、溶酶体的pH值更低，设计具pH响应性的纳米药物载体，可以在肿瘤组织中大量释放药物，实现肿瘤靶向，提高药效(Wu, 2012; She, 2013)。
3 纳米药物载体的制备方法
纳米药物载体的制备方法包括机械粉碎法、物理分散法和化学合成法。其中，机械粉碎法包括高压均质法，气穴爆破法、超临界流体-液膜超声技术等；物理分散法包括双乳化剂蒸发法、溶剂扩散法、乳化-溶剂挥发法、熔融分散法、高压乳匀法、逆向蒸发法和溶剂蒸发法等；化学合成法包括乳化聚合法、微乳液法等。
4 纳米药物载体的分类
按照结构不同，纳米药物载体可分为纳米粒、纳米胶囊、纳米微球、纳米凝胶等；按照材料不同可分为无机纳米材料、类脂类纳米载体和高分子纳米载体(Abreu, 2011; Zeng, 2011; Sanchez-Moreno, 2012)。其中，类脂类纳米载体包括纳米脂质体和固体脂质纳米粒；而高分子的纳米药物载体包括天然高分子聚合物，如壳聚糖、海藻酸钠、透明质酸等，和人工合成的高分子聚合物，如聚乳酸（PLA）、聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）树枝状大分子等(Kogan, 2007; Jayant, 2009; AcharyaSahoo, 2011;GulbakeJain,2012) 。
5 类脂类纳米药物载体
5.1 纳米脂质体
纳米脂质体(Nanoliposomes) 是粒径为 10-100nm的单室脂质体，纳米脂质体不仅具有脂质体的良好性质，还在稳定性、吸收和体内分布等方面呈现纳米效应，因此在药物制剂领域有着广泛的应用前景，是纳米药物载体研究的新途径。
作为药物载体，纳米脂质体具有很高的应用价值。它具有以下优点：由磷脂和胆固醇组成，具有生物相容性和生物可降解性；可包载两亲性药物, 延长有效血药浓度时间，提高药物生物利用度；通过靶向基团功能化修饰后实现靶向给药，有效降低毒副作用。载阿霉素纳米脂质体是第一个获得美国食品药物管理局(FDA) 批准的纳米脂质体药物制剂，应用于卵巢肿瘤和骨髓瘤的治疗(Rudra, 2010)。
纳米脂质体的制备通常包括两个步骤；脂质体的制备和脂质体的纳米化。制备脂质体主要通过薄膜分散法、逆向蒸发法、冷冻干燥法、超声分散法等方法实现，而脂质体的纳米化则主要通过超声波破碎法、高压均质法、超临界CO2流体法等方法进行，从而得到纳米尺度的单室脂质体。(Guan, 2011; Wang, 2011; Zhong, 2013)。
目前，已有多家脂质体公司从事纳米脂质体的研究和产品开发，应用领域主要是药品、食品和化妆品等，具有广泛的应用前景。但是作为药物载体，纳米脂质体也有不足，如易被网状内皮系统( RES)清除，易沉淀富集，载药量低，稳定性差以及制备方法和工艺仍不完善等，所以真正开发出来的纳米脂质体产品并不多，这需要研究工作者进一步的研究，克服局限性，最终实现该剂型在药物载体方面的广泛应用(Mozafari, 2010)。
5.2 固体脂质纳米粒
固体脂质纳米粒(Solid lipid nanoparticles，SLN)是20世纪90年代初发展起来的新一代亚微粒给药系统，SLN的粒径为10-1000 nm，以卵磷脂、甘油三脂等天然或合成的类脂为载体，包埋或吸附药物制成纳米递药系统，由于载体材料具有较好的生物降解性和生物相容性，毒性低，制备的载药纳米粒可实现控释、缓释、靶向给药等特点，成为药物给药系统研究的热点(Baek, 2012; Chen, 2012)。
SLN的制备可通过高压乳匀法、乳化沉淀法、微乳法、薄膜-超声分散法以及溶剂扩散法等。其中，高压乳匀法分为热乳匀法和冷乳匀法，是可用于工业化生产的制备方法(Souto, 2005; Lee, 2007; Silva, 2011)。
SLN的给药途径包括注射、口服、经皮、眼部以及肺部给药。其中，注射给药可以延长有效血药浓度时间，实现缓释和靶向给药等优点；通过喷雾干燥或冷冻干燥法可制成SLN粉末，经口服给药可以提高药物的生物利用度(Priano, 2007; SawantDodiya, 2008; DangZhu, 2013)。
作为药物载体，SLN具有明显的优点。1）SLN可以增加药物稳定性，控制药物释放，并能实现靶向用药；2）可包载亲水亲脂性药物；材料为类脂，具有生物可降解性；3）高压乳匀法可避免有机溶剂的使用，减少制备环节带来的毒性；4）生产可放大，可用于工业化生产；5）可通过冻干或喷雾干燥制成固体粉末，长期保存(Hao, 2012; Silva, 2012)。
然而，作为药物载体，SLN也有一些局限性，比如SLN的载药量较低，一般只有1-5 %；SLN分散液稳定性较差，粒径易变大；部分药物的SLN剂型突释明显，这些因素都限制了SLN的广泛应用(Varshosaz, 2010)。
6 天然高分子聚合物
6.1 壳聚糖纳米药物载体
壳聚糖(Chitosan)，又名为甲壳质，结构为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，是甲壳素部分脱乙酰后得到的一种天然多糖。壳聚糖具有生物相容性、生物可降解性、抑菌性以及抗氧化活性等特点，是一种比较安全的活性多糖，另外壳聚糖分子链上含有易被化学改性的羟基和氨基，是一种非常有前景的生物材料，在医药、食品、化工、农业、纺织等多领域具有广泛的应用价值。
壳聚糖纳米粒的制备技术主要包括凝聚/沉淀法、大分子复合法、自组装法、反相胶束法、乳化挥发法、共价交联法以及离子凝胶法等。作为药物载体，壳聚糖具有以下优势：1）有良好的生物相容性；2）含有易被化学修饰的羟基和氨基，有助于制备靶向的药物载体；3）带有正电荷，易于作为基因载体；4）自身的生物活性，如抗菌活性、抗肿瘤活性、抗凝血、抗感染等(Guan, 2012; GulbakeJain, 2012; Majedi, 2013)。
Berrada等制备了载喜树碱壳聚糖纳米粒，实验显示，与自由喜树碱相比，载药纳米粒具有更强的肿瘤抑制作用，动物体重没有出现明显变化(Ruel-Gariepy, 2004)。Janes等制备了载阿霉素壳聚糖纳米球，实验显示，载药纳米粒具有缓释作用，与单纯阿霉素相比，载药纳米粒具有相似的抗肿瘤活性(Janes, 2001)。Park等制备了载阿霉素PEG壳聚糖纳米粒，实验结果显示，载药纳米粒具有pH响应性，在酸性环境中药物释放量增加，在一定程度上降低了阿霉素的毒副作用(J. Y. Lee, 2011)。
6.2 海藻酸纳米药物载体
海藻酸钠（Sodium Alginate）是一种从海洋藻类植物中分离到的天然多糖类化合物，属于天然高分子，由β-D-甘露糖醛酸（Mannuronic acid）和α-L-古洛糖醛酸（Guluronic acid）通过1,4-糖苷键链接而成的高分子化合物。研究表明海藻酸钠具有良好的生物相容性、生物可降解性，可作为蛋白质、基因等药物的载体(Wu, 2011; Zhai, 2013)。
在阳离子存在下，海藻酸钠分子内或分子间交联，形成纳米级颗粒。Zahoor等通过离子交联法制备粒径235.5 nm的海藻酸钠纳米粒，具有较高的包封率（利福平，80-90 %），提高了药物的生物利用度，延长了有效血药浓度时间(Ahmad, 2005)。海藻酸钠也可以通过多聚电解络合形成纳米粒。Sarmento 等在氯化钙的作用下制备了载胰岛素的壳聚糖/海藻酸盐纳米粒，实验结果证实位于纳米粒内部的胰岛素结构稳定(Sarmento, 2007)。
另外，海藻酸钠经疏水修饰后形成自组装纳米粒。Yang等以N,N-二环己基碳二亚胺（DCC）为偶联剂，以胆固醇为疏水基团，制备了两亲性聚合物，在水中自聚集成粒径100~200 nm的纳米粒(Yang, 2011)。赵士睿等以脱氧胆酸为疏水基团，以海藻酸钠为亲水链，制备了脱氧胆酸修饰海藻酸盐纳米粒，并成功制备了载鱼藤酮纳米粒(赵士睿, 2011)。
7 人工合成高分子聚合物
7.1 聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米药物载体
聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA)由乳酸和羟基乙酸随机聚合而成，是一种功能高分子有机化合物，已通过美国美国FDA认证。PLGA具有良好的生物相容性、生物可降解性、机械强度以及良好的可塑性，在医学工程领域有广泛的的用途，目前已被制作为人工导管，药物缓释载体，组织工程支架材料等(AcharyaSahoo, 2011; Li, 2012; Sundararaj, 2012)。
作为药物载体，PLGA具有以下优点：1）由羟基乙酸(或称乙醇酸)和乳酸聚合而成，合成工艺成熟； 2）具有可控的粒径，纳米粒分散度小；3）能够实现药物的长时间缓释（数周或数月），降低了用药频率，提高患者顺应性；4）经修饰后的PLGA纳米粒适于包埋生物活性分子如蛋白、基因DNA，疫苗等；5）在PLGA表面修饰配基后，可实现药物的靶向递送(Liu, 2012; Rafati, 2012; Martin-Banderas, 2013)。
7.2 树枝状聚合物纳米药物载体
树枝状聚合物（Dendrimer）由Tomalia DA博士于20世纪80年代初发明并成功合成的，是由疏水的内部空间和亲水性的表面构成的树枝状聚合物。近年来，树枝状聚合物在药物运送载体、医疗成像等多个方面都得到了应用。树枝状聚合物具有纳米级结构，直径为10～130 nm（依赖于合成代数）。与其他高分子聚合物相比，树枝状聚合物具有低粘度、高溶解性、可混合性、高反应性以及可控的体积和形态等特点。
作为药物载体，树枝状聚合物具有以下优势：1）特殊的疏水内腔有利于包埋药物；2）可控的粒径和形态有助于包裹不同大小的药物分子；3）改变官能团性质有助于携带不同类型的药物分子；4）化学修饰不同的靶向配基（抗体，蛋白，核酸等）到官能团，可以进行靶向药物传送；5）树枝状聚合物容易被细胞膜吞噬，适于基因药物的传送，进行基因治疗(Yuan, 2010; Daftarian, 2011; KambhampatiKannan, 2013)。
总之，纳米药物载体具有生物相容性、缓释控释、靶向给药、提高药效等特点，已成为药剂学研究的热点。除了靶向药物给药系统外，纳米药物载体还可以实现肿瘤的早期诊断，降低肿瘤细胞的转移，逆转肿瘤细胞的多药耐药性，根据个性特征进行个性化治疗等，在疾病治疗领域凸显广阔的应用前景。
