在纳米药载体中，纳米微球作为一种新型载药材料，近些年受到了越来越多的关注。而碳酸钙制备成纳米微球相对简单，且碳酸钙材料具有优越的生物相容性，可生物降解，酸度响应性等优点。临床上，利用碳酸钙制备成纳米微球用于载药，可缓释抗肿瘤药物释放，减少不良反应，提高治疗效果，具有比其他的无机材料更大的优势[2]。
在过去几十年的研究工作中所设计的药物载体通常只具有缓释、环境响应性、靶向性、联合载药等功能中的一到两种，但如何将这些功能都集合在药物载体之中，是近年来药剂领域的研究重点之一。尤其是对于抗肿瘤药物的设计，努力通过某些方式，将这些功能材料集合在同一药物载体上，形成一种多功能的药物载体[2]。
图1 CaCO3 纳米粒的扫描电镜及透射电镜图[2]
问
碳酸钙微球，能否形成一种多功能的药物载体呢？
答案是肯定的。
例如，赵健辉等以具有pH响应性的无机碳酸钙、生物可降解且能提高碳酸钙稳定性的海藻酸钠以及具有肝靶向作用的GA，制备一种壳核结构同时具有缓释、酸响应性、靶向性、联合载药功能的新型复合纳米载体，这给新型的纳米给药系统的深入研究提供了参考[2]。
图2 GA-ALG-CaCO3NPs的扫描电镜及透射电镜图[2]
01
纳米碳酸钙应用于载药领域的优势[8]
1.1安全性
由于碳酸钙纳米球拥有很好的生物相容可降解性，在酸性条件下分解后也不会形成二次人体毒性伤害，还可能有补钙的效果，对人体不会造成任何的危害。
1.2功能性
碳酸钙纳米球具有多孔的构造，它拥有比较高的比表面积，能够高效加载肿瘤药物，很适合作为药物载药材料，多孔的孔道可以方便调控肿瘤药物的包载量和释控性能。
1.3可行性
碳酸钙的成本比较低廉，制备条件温和，不会使用到有机溶剂，大大的减弱了人体毒副作用，开发以碳酸钙为基础的载药系统具有很大的应用市场潜力，易于现代工业化生产。
02
载药纳米碳酸钙制备
2.1载药纳米碳酸钙制备[3]
2.1.1乳化技术法
主要使用反相微乳液技术，即用W/O微乳液液滴作为纳米反应器，将含钙离子的水内相与有机相混合，形成W/O微乳液，同时向体系中加入由碳酸盐离子组成的水溶液，继续混合直到形成CaCO3颗粒，而后用离心机分离纳米颗粒。
2.1.2化学沉淀法
通过氯化钙或硝酸钙等水溶液中的钙离子与碳酸钠等水溶液中的碳酸根离子反应来制备CaCO3纳米颗粒。不同的因素，如均质速度、Ca2+/CO32-比、表面活性剂和诱导剂的存在以及药物的浓度都可能影响CaCO3纳米粒子的粒径和载药率。如高均质化速度会导致较高的机械剪切力，从而可以有效地减小粒径。
2.2中空微球的制备方法[4]
2.2.1溶剂挥发法
溶剂挥发法是制备中空微球的常用方法。一般会使用2种溶剂混合溶解载体材料，常用的为乙醇/二氯甲烷的混合液，间或混合异丙醇、丙酮、乙醚等。微球固化干燥阶段，在连续相中溶解度较高或挥发性更好的溶剂会较快扩散除去，使得乳滴外部聚合物析出、固化、沉积形成薄膜；而另一种溶剂缓慢扩散挥发，内部聚合物随之固化，由内向外收缩，于中心处形成空腔。
2.2.2模板法
模板法的特点是壳层材料在氢键、静电作用等方式的驱动下被吸附、固化到模板材料上，最后通过溶剂溶解、高温煅烧、清洗等方法除去模板，得到中空微球。可以做模板的材料有聚合物微球、表面活性剂、胶束、囊泡等。
2.3多孔微球的制备方法[4]
2.3.1溶剂挥发法
溶剂挥发法制备多孔微球的操作过程与中空微球制备过程基本一致，不同之处在于多孔微球的制备需要加入致孔剂，通过调节致孔剂的种类和浓度，可以得到合适孔隙率的多孔微球。
2.3.2悬浮聚合法
悬浮聚合法也是制备多孔微球常用的方法。在混悬剂的存在下，将聚合单体、引发剂、致孔剂悬浮于液相基质中，进行聚合反应，反应完全后将致孔剂除去，即可得多孔微球。反应中常用的致孔剂为有机溶剂和线性聚合物。
03
纳米碳酸钙载药研究进展
3.1纳米碳酸钙复合载体[5]
纳米碳酸钙因卓越的生物降解性、pH响应性和生物相容性在药剂学领域备受关注。pH值较低的环境，如肿瘤组织环境(约pH6.8)和细胞内环境(约pH5.5)，纳米碳酸钙将会加速分解、快速释放药物，实现药物在肿瘤环境中的选择性释放。
普通纳米碳酸钙多为片状晶型的无规则聚集体，不适合用作载体。因此，有学者制备了多孔中空纳米粒。多孔中空碳酸钙纳米粒(CCNPs)虽然增大了载药量，却易造成药物泄露，易出现突释现象，且在体内易被清除。如果简易修饰碳酸钙表面，则易让CCNPs在原本差异不大(指肿瘤环境与正常组织环境的pH差值)的人体环境中失去pH敏感性，失去该载体的特有优势。
壳聚糖(CS)因为具有良好的生物相容性、生物可降解性、低毒等特性，被广泛用作药物载体。CS还是少见的带正电荷的糖类，可与带负电的聚合物制备成具有良好生物相容性和pH响应性的纳米载体。聚甲基丙烯酸[PMMA]具有溶胀行为，这是因其羧酸根具有去质子化/质子化作用。另外，PMMA也具备生物相容性好的优势，在药物缓控释方面有重要应用。
雷宇等用水溶性高分子聚乙烯毗咯烷酮(PVP)以及十二烷基磺酸钠(SDS)做有机模板,制备出CCNSs，并对其表面进行修饰，并探究其性能。
实验结果表明，LA-CS-PMMA-CCNSs的壳层具有很强的pH响应性，通过改变pH值，可以控制纳米球壳层的溶胀和收缩行为，在人体正常组织(pH=7.4)时，聚合物会收紧纳米球，阻止空腔内药物释放；当载体到达肿瘤组织外(pH=6.5)或进入癌细胞到达内涵体(pH=5.5)，聚合物会伸展膨胀，同时碳酸钙纳米球开始分解，快速释放药物。这对于LA-CS-PMMA-CCNSs的载药与释药是非常有利的。
3.2脂包被纳米碳酸钙[3]
脂包被碳酸钙纳米粒由内层的碳酸钙核和外层的阳离子壳组成，其碳酸钙内核能装载RNA、pDNA、小分子药物、多肽等，外层由双层磷脂包被，同时可以通过聚乙二醇、靶向配体等多种分子进行表面修饰，形成水溶型核-壳结构的纳米粒。
这一设计使其在多方面具有良好的优势，首先，外层阳离子的存在使纳米粒在弱酸条件下具有强大的质子海绵效应，并造成核内体溶解，使装载药物迅速释放；其次，脂包被碳酸钙纳米粒具有pH敏感特性，使其能够在体循环中保持稳定，同时在微酸的肿瘤微环境中迅速释放药物；最后，脂包被碳酸钙纳米粒具有良好的生物相容性和降解性。
赵鹏轩等成功构建了共装载阿霉素和miR-375的脂包被碳酸钙纳米粒，将其命名为LCC-DOX/miR-375纳米粒。并对纳米粒的体内外药物摄取、聚集、药效进行了全面的评价，同时检测了一些关键蛋白的表达水平。
结果发现，通过脂包被碳酸钙纳米粒同递送阿霉素和miR-375能够在细胞和动物水平增加药物的聚集；发挥两者的协同作用抑制肝癌细胞的增殖、侵袭和转移；同时，在一定程度上逆转阿霉素的耐药，并减轻阿霉素的心脏毒性。
3.3纳米碳酸钙作为基因载体[6]
在基因治疗中，携带核酸药物进入靶细胞载体的特性至关重要。与病毒载体相比，非病毒载体具有安全性高、免疫原性低、易于大规模生产等优点。然而，广泛研究的非病毒载体生物相容性低并且存在毒性仍是一个主要的问题。在不同的非病毒基因传递载体的制备中，钙磷与DNA共沉淀技术是一个较优的选择，其制备过程简单，且复合物的生物相容性和生物降解性均较高，因此得到诸多运用。
Chen等制备了用于基因传递的纳米CaCO3/DNA共沉淀物，并考察了Ca2+/CO32-比率对基因传递的影响。研究发现，CaCO3/DNA共沉淀物的大小主要由Ca2+/CO32-比率决定，基于CaCO3方法的基因表达与Ca2+/CO32-比率有关。DNA的包封率随着Ca2+/CO32--比率的降低而增加。此外，与溶液转染相比，固相转染中的CaCO3/DNA共沉淀表现出较低的基因表达水平。
总体而言，由于其安全性、生物相容性以及降解缓慢，基于纳米结构的CaCO3基因传递系统在基因治疗中有很好的应用前景。
3.4纳米碳酸钙载体诊疗一体[6]
钙纳米材料可溶解并参与生物体的正常代谢，可克服其他材料的不良生物降解性和长期毒性等难题。通过将钙纳米材料与治疗剂结合，可以实现多种治疗方法，包括化学疗法、基因疗法、热疗法、光动力疗法和放射疗法等；将钙纳米材料与造影剂结合使用，可以用于各种成像与疾病诊断。
碳酸钙以方解石、文石和球霰石等形式存在，其中球霰石型因其具有大孔隙率、高表面积以及能在相对温和的条件下快速溶解的优点，具有良好的药物递送前景。
具有多孔结构的碳酸钙晶体负载了阿霉素(DOX)，Au-DNA和Fe3O4@二氧化硅纳米粒，具有较高的细胞摄取效率，且DOX与基因有效靶向在肿瘤部位，集生物医学成像和药物递送于一体。
Abdullahi等开发了pH响应的碳酸钙纳米晶用于多种化疗药物的递送，具有高载药率，并且能特异性将药物递送至肿瘤细胞，其在正常生理pH下药物释放较少，在模拟肿瘤微环境下释放较完全。
Wu等在碳酸钙载体的基础上开发了由阿霉素和其他疏水性药物组成的多组分递药系统，该双重药物负载的纳米粒可显著增强肿瘤细胞抑制作用，且对耐药肿瘤细胞同样具有良好的杀灭效果。
结语
药物载体材料是药物递送系统最重要的组成部分，它的发展与应用不仅关乎着传统药物疗效的改进与提高，还有助于新药的研究与开发、解决人类疾病治愈史上的疑难问题。目前药物载体材料已成功地应用于多种疾病的治疗，但其仍存在一些问题有待解决，如何选择合适的载体材料，如何把握药物的释放速度与药物的稳定性间的关系，如何提高载体材料的生物相容性和降解溶胀性，如何减小载体材料毒性，避免其副作用，如何使载体材料更好地参与人体新陈代谢，使其能更快地随人体代谢产物排出体外等等[6]。
另外，药物载体材料和相关技术的主要发展趋势可以总结为两点。其一：使用合适的纳米药物载体包裹溶解性差但疗效好的活性成分，使其在抵达作用部位前保持活性、维持稳定，从而发挥疗效。其二：制备纳米药物载体与具有特异性的药物相结合，以得到具有靶向性和定量定时释药的纳米智能药物，从而解决癌症、心血管等重大疾病的诊断和治疗