血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是保护中枢神经系统免受外界有害物质侵袭的一道重要防线。然而，这同样使得许多药物难以穿透，尤其是对于治疗脑部疾病如阿尔茨海默病、帕金森病和脑肿瘤的药物。纳米颗粒因其独特的物理化学性质，如小尺寸、高比表面积和可调的表面特性，被广泛研究作为穿越血脑屏障的潜在载体。
纳米颗粒的血脑屏障通透机制主要包括以下几种：
1. 被动扩散：这是最简单的穿透方式，主要依赖于分子的大小、脂溶性和电荷。小于2纳米的无电荷、脂溶性纳米颗粒有可能通过脂质双层进行被动扩散。
2. 细胞间隙渗透：纳米颗粒可以利用BBB上紧密连接细胞间的微小缝隙渗透。缝隙大小通常在10-20纳米，因此纳米颗粒的尺寸需要适中以穿过这些间隙。
3. 细胞内吞：通过与BBB上表达的受体结合，纳米颗粒可以被脑血管内皮细胞摄取并经过胞吞作用进入细胞内部，随后可能通过囊泡运输跨过细胞。
纳米颗粒的物理化学性质对其穿透血脑屏障的能力有显著影响：
- 颗粒大小：纳米颗粒的直径越小，越容易通过BBB。小于100纳米的颗粒具有较高的穿透能力，但过大或过小都可能导致清除率增加或无法通过BBB。
- 表面电荷：带正电或负电的纳米颗粒可以与BBB上的带电分子相互作用，影响其渗透效率。例如，阳离子纳米颗粒可能更容易与带负电的细胞膜结合，促进内吞。
- 表面修饰：通过在纳米颗粒表面包裹生物相容性的聚合物或蛋白质，可以增加其亲水性，减少免疫系统的识别，同时增强与BBB上特定受体的结合，从而提高穿越效率。
尽管纳米颗粒提供了穿越血脑屏障的新途径，但也存在潜在的毒性风险。纳米颗粒可能会引起BBB的炎症反应，损伤血管内皮细胞，导致细胞死亡或功能障碍。此外，纳米颗粒在大脑中的积累可能会引发氧化应激，导致神经元损伤，并可能改变大脑的正常生理功能。
为了降低这些风险，研究人员正在探索各种策略，如设计可降解的纳米载体，以减少长期滞留和毒性，或者利用生物分子进行靶向修饰，使纳米颗粒更精确地定位至病变部位，从而提高治疗效果并减少副作用。
了解纳米颗粒的物理化学性质对血脑屏障穿透的影响，以及它们对BBB的潜在毒性，是纳米药物设计的关键。这将有助于开发出更安全、更有效的纳米药物载体，用于治疗神经系统疾病，同时为未来的研究提供理论指导。
