多孔材料，特別是沸石顆粒的出現(xiàn)，開辟了納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前所未有的假定研究途徑。具有晶內(nèi)介孔的沸石是低骨架密度的硅鋁酸鹽，具有規(guī)則的多孔結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的通道。它們獨(dú)特的理化和生理參數(shù)需要對其分類、制造平臺、細(xì)胞/大分子相互作用，并且面臨著巨大的應(yīng)用前景。就生物安全和納米毒理學(xué)而言，一旦沸石納米顆粒暴露于生物介質(zhì)中的生物大分子，了解沸石-生物界面是至關(guān)重要的問題。下文，特別闡明了沸石納米顆粒與纖維蛋白原和淀粉樣蛋白β的相互作用，賦予它們新的生物學(xué)特性的重要性。

一、沸石顆粒簡介

當(dāng)前，多孔材料有望解決一些全球關(guān)注的問題，包括能源需求的增加以及對工業(yè)污染物的更嚴(yán)格的環(huán)境批準(zhǔn)、消耗資源和改善健康的需要。這些多孔材料的物理和化學(xué)容量是一個吸引點(diǎn)，因?yàn)橐坏┍┞队诠腆w表面與體表面，就會表現(xiàn)出不同的局部原子環(huán)境。因此，更多數(shù)量的表面原子，或者更確切地說，多孔固體的比表面積增加將導(dǎo)致更高的材料反應(yīng)性和相關(guān)應(yīng)用中更高的功效。為此目的使用了三種策略，以幫助減小致密固體的尺寸，生成具有開孔結(jié)構(gòu)的大部分顆粒，

根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)盟(IUPAC)，多孔結(jié)構(gòu)根據(jù)孔徑分為三類：孔徑達(dá)2nm的微孔結(jié)構(gòu)，含有孔徑為2-50nm的介孔材料和孔徑大于50nm的大孔固體。根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)和組成特征，微孔和中孔類別中的每一個都進(jìn)一步分為多孔材料的亞家族。

粒子本身的大小可能是另一個分類因素。一般而言，至少在一個維度上尺寸高達(dá)100nm的顆粒被認(rèn)為是納米尺寸的多孔固體，其可能僅包含微孔和中孔范圍。最近開發(fā)的尺寸不超過15nm的晶體被稱為超小納米顆粒。具有均勻、周期性孔結(jié)構(gòu)的多孔固體被稱為有序多孔材料。具有周期性結(jié)構(gòu)的多孔顆粒越來越受到關(guān)注，因?yàn)樗鼈兛梢詷?gòu)成小分子傳感、分離、存儲和轉(zhuǎn)化的假定工具。特別是，沸石廣泛用于與催化、吸附、離子交換等相關(guān)的不同工業(yè)領(lǐng)域。由于有關(guān)沸石納米顆粒合成和應(yīng)用的大量出版物及其在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，本綜述的目的是總結(jié)不同類別沸石多孔納米材料的近期生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

沸石是一類具有有序多孔結(jié)構(gòu)的礦物，具有主要在自然界中發(fā)現(xiàn)的微孔范圍。從化學(xué)成分的角度來看，沸石由結(jié)晶金屬氧化物組成，其結(jié)構(gòu)單元由一個四面體原子（例如，Si、P、Al、Ti、B、Ga、Ge、Fe等）與四個或兩個氧結(jié)合而成原子，其中每個氧連接到兩個四面體原子。這些多孔結(jié)構(gòu)的一般化學(xué)式可用下式表示：

二、生物安全和細(xì)胞毒性

最早將天然沸石納米顆粒用于人體的時間可以追溯到1920年代后期，當(dāng)時完成了一系列由古巴質(zhì)量控制局認(rèn)證的史無前例的轉(zhuǎn)化和臨床實(shí)驗(yàn)。這項(xiàng)龐大而持久的研究包括基本的體外實(shí)驗(yàn)以及隨后的轉(zhuǎn)化和臨床試驗(yàn)，其中包括胃腸道(GI)軌道被食物中毒感染的急性腹瀉參與者，旨在調(diào)查該藥物的安全性和藥理功效用于腹瀉的Entrex天然沸石及其擬議的作用機(jī)制。

關(guān)于生物材料工程領(lǐng)域沸石NPs平臺的多種制造方法，以及基于沸石NPs生物相容性的科學(xué)出版物的數(shù)量，值得了解細(xì)胞毒性和生物相容性評估方法，這些方法構(gòu)成任何之前的關(guān)鍵步驟臨床干預(yù)。盡管最近在沸石納米顆粒的制造方法、功能化和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面取得了進(jìn)展，但其毒性的確切機(jī)制仍不清楚。關(guān)于它們在各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的益處，似乎有必要評估這些分子篩的細(xì)胞毒性。與其他介孔NPs相比，很少有研究報告沸石NPs的生理毒性。具體來說，這些多孔材料的生物安全性似乎受到一些結(jié)構(gòu)特征的影響，包括但不限于外表面積、孔徑、表面電荷、官能團(tuán)和結(jié)晶度。

在最近的文獻(xiàn)中，一些研究人員對沸石NP對大量尚未得到充分研究的細(xì)胞系的細(xì)胞毒性影響表示擔(dān)憂。為此，合成了一系列具有不同形狀、大小、劑量和表面組成的150種不同的納米沸石，并通過體外研究，它們對人宮頸癌(HeLa)細(xì)胞的劑量/時間依賴性/非依賴性細(xì)胞毒性是通過探索壞死或凋亡途徑的細(xì)胞死亡來定量和定性評估。他們實(shí)驗(yàn)的主要結(jié)論強(qiáng)調(diào)了具有球形形態(tài)的“純二氧化硅納米沸石硅沸石-1”的無毒，而其他含氧化鋁的納米沸石的毒性與氧化鋁含量呈非線性相關(guān)。此外，據(jù)收集，與具有球形形態(tài)的納米沸石相比，具有立方形態(tài)的納米沸石對HeLa細(xì)胞的毒性更大。

鑒于與其他介孔納米材料相比具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和有利的理化優(yōu)勢，例如更低的細(xì)胞毒性、更高的有效載荷能力以及提高的細(xì)胞內(nèi)靶向特異性和功效，沸石納米顆粒因其改善的生物相容性和可調(diào)節(jié)的生物分子傳遞能力而受到認(rèn)可。沸石包括廣泛的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，例如用作止瀉劑、抗腫瘤佐劑、抗菌劑、MRI造影劑、它們在骨形成研究中的應(yīng)用、阿爾茨海默病的發(fā)展及其血液透析、藥物輸送和牙科應(yīng)用。