血管透過性・滞留性亢進効果
EPR効果によりナノ粒子が運ばれ、がん組織内に広がることが想定されているが、通常、投与されたナノ粒子全量のうち固形腫瘍に到達できるのは極一部(中央値0.7%)に過ぎないという報告がある。
2倍になることを見出した。一方、モル質量659.64g・molの非複合体薬NCSでは、以前の実験で1倍にさえ届かなかった。SMANCSを腫瘍に繋がる動脈から動脈内投与した処、前田の研究グループはSMANCSの腫瘍/血液の濃度比を1200倍にまで高めることに成功した。腫瘍にタンパク質が蓄積する原因として、彼らは、a) 腫瘍の血管過多、b) 以前から他の研究グループにより明らかにされていた腫瘍の血管透過性の増大、c) 毛細管を介した高分子の除去能力の低下、d) 腫瘍のリンパ系の発達不全 がこれらの分子の除去を著しく制限していると仮定した。腫瘍のリンパ系の発達が悪いことは、1984年に前田らの研究グループ自身が実証している。一方健康な組織では、高分子と脂質はリンパ系を介して比較的早く間質から輸送される。
合成高分子を用いた薬物送達システムの最初のコンセプトは、ドイツの化学者ヘルムート・リングスドルフ(英語版)による1975年にさかのぼる。
この違いは、化学療法薬のような副作用の大きい活性物質には特に有利である。
高分子の大きさは、EPR効果にとって決定的な重要性を持っている。20kDa程度のモル質量から、EPR効果が観測される。近年、高分子-薬物複合体を用いた多くの研究が行われている。モル質量は約20 - 200kDaの範囲である。健康なヒトでは、いわゆる腎臓の閾値は約30 - 50kDa(約5-7nmに相当)であり、複合体分子は尿中に排泄され難い。
高分子キャリアとしては、ポリ乳酸やポリ-N-(2-ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド(PHPMA)などの生体適合性高分子があるが、デンドリマーやナノ粒子も臨床試験で使用されている。よく使われる担体分子にアルブミンがある。活性物質分子はこれらの担体材料に結合している。これらは通常、ドキソルビシンなどの細胞毒である。活性物質分子は開裂可能なリンカーを介して担体分子に結合することも可能である。切断可能なリンカーは、活性物質の放出、即ち担体分子からの分離を可能にする必要がある。いくつかのコンセプトが議論されテストされている。例えば、腫瘍の中で著しく低いpH値によって切断されるリンカーなどである。