一、研究背景

在現(xiàn)代生物醫(yī)藥與組織工程領域，高效的藥物遞送系統(tǒng)是實現(xiàn)精準治療的關鍵。理想的載體不僅要具有良好的生物相容性與可降解性，還應能主動進入靶細胞，將藥物精確地釋放到作用位點。然而，傳統(tǒng)的聚合物微球載體雖然在藥物緩釋與生物相容性方面表現(xiàn)優(yōu)異，卻往往存在一個難以克服的瓶頸——細胞攝取效率低。藥物分子常被困于細胞外，導致療效受限。

為了解決這一問題，科研人員將具有“跨膜能力”的細胞穿膜肽（Cell Penetrating Peptide, CPP）引入藥物載體設計之中。其中最具代表性的就是TAT肽（Trans-Activator of Transcription peptide），它源自HIV病毒的轉(zhuǎn)錄激活因子序列，能夠高效促進多種分子穿越細胞膜進入胞內(nèi)。

將TAT肽與一種可降解的生物材料——聚己內(nèi)酯（Polycaprolactone, PCL）結(jié)合，便形成了一種兼具“可控釋放”與“主動滲透”功能的復合型微球載體。這便是TAT功能化PCL微球/多孔微球的誕生背景。

二、聚己內(nèi)酯（PCL）：溫和且可控的生物基體

聚己內(nèi)酯（Polycaprolactone, PCL）是一種典型的脂肪族聚酯，因其優(yōu)異的生物降解性、機械穩(wěn)定性和生物相容性而被廣泛應用于生物醫(yī)用材料領域。

PCL的特點包括：

可降解性好：在體內(nèi)通過水解逐步分解為無毒產(chǎn)物（己內(nèi)酯酸），最終被代謝排出；

物理性能穩(wěn)定：具有良好的柔韌性與成膜性，可通過乳化、溶劑蒸發(fā)或靜電紡絲等方法加工成不同形態(tài)；

控釋性能優(yōu)異：PCL的疏水性與半結(jié)晶結(jié)構(gòu)可延長藥物釋放周期，實現(xiàn)長期緩釋效果；

生物相容性強：與組織接觸時刺激性極低，廣泛應用于藥物緩釋系統(tǒng)、可吸收縫合線和組織工程支架。

然而，PCL的分子結(jié)構(gòu)較為惰性，表面缺乏生物活性位點，導致細胞難以識別和攝取。為了使藥物載體不僅“安全”，更要“聰明”，PCL需要被賦予更高層次的生物功能性。

三、TAT肽：跨膜遞送的分子“鑰匙”

TAT肽源自HIV-1病毒轉(zhuǎn)錄激活因子蛋白（Trans-Activator of Transcription, TAT）的基本區(qū)域，其核心序列富含精氨酸和賴氨酸等帶正電氨基酸。這種特殊的氨基酸組成賦予TAT肽獨特的細胞穿膜能力，使其能夠主動與細胞膜上的陰離子組分（如糖胺聚糖）發(fā)生相互作用，從而實現(xiàn)高效的跨膜轉(zhuǎn)運。

TAT肽的突出特點包括：

高效跨膜轉(zhuǎn)運性：無需載體或能量消耗，即可將分子攜帶進入細胞內(nèi)部；

廣譜性強：適用于多種細胞類型，包括神經(jīng)元、腫瘤細胞和干細胞等；

分子親和力高：可與蛋白質(zhì)、核酸、納米粒等多種藥物結(jié)合；

安全性好：作為短肽，其毒性極低，可被體內(nèi)酶系降解。

正因如此，TAT肽常被譽為“分子界的通行證”，在藥物遞送、基因轉(zhuǎn)染與納米醫(yī)學中具有廣泛應用價值。

四、TAT功能化PCL微球/多孔微球：兩種優(yōu)勢的融合

主動穿膜能力增強：TAT肽賦予微球主動進入細胞的能力，大幅提升細胞攝取效率。

藥物裝載量提升：多孔結(jié)構(gòu)提供更大比表面積，可負載更多藥物分子。

控釋行為可調(diào)：通過調(diào)整PCL分子量、孔徑及TAT密度，實現(xiàn)藥物釋放速率的精準控制。

生物安全性可靠：PCL的降解產(chǎn)物安全無毒，TAT修飾不會破壞整體的生物相容性。

這種復合微球既能像傳統(tǒng)PCL微球一樣穩(wěn)步釋放藥物，又能主動“穿越”細胞膜，將有效成分精準送達靶點，是智能化藥物遞送系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。