植入式壓電聚合物改善了藥物的控制釋放

由通常用于血管縫合的聚合物線制成的膜可以裝載治療藥物，然后植入體內(nèi)，在那里機械力激活聚合物的電勢并緩慢釋放藥物。

由UC Riverside的生物工程師領(lǐng)導(dǎo)的小組開發(fā)并在ACS Applied Bio Materials中發(fā)布的新型系統(tǒng)克服了常規(guī)藥物管理和某些控釋方法的最大局限性，并且可以改善癌癥和其他慢性疾病的治療。

傳統(tǒng)藥物給藥的缺點包括重復(fù)給藥，在人體系統(tǒng)中非特異性生物分布，藥物分子的長期不可持續(xù)性以及高細胞毒性，這對有效治療慢性病提出了挑戰(zhàn)，這些慢性病需要隨著時間的推移改變藥物劑量以獲得最佳治療效果功效。大多數(shù)控釋方法將藥物顆粒包裹在可生物降解的氣泡狀容器中，該容器會隨著時間的流逝而溶解以釋放藥物，從而難以按時交付藥物。其他涉及電池驅(qū)動的生物兼容設(shè)備。

加州大學(xué)河濱分校的Marlan和Rosemary Bourns工程學(xué)院生物工程副教授Jin Nam運營著一個實驗室，該實驗室與生物相容性聚合物一起構(gòu)建了被稱為支架的框架，以幫助干細胞修復(fù)組織和器官。這些聚合物中的一種，聚偏二氟乙烯-三氟乙烯，或P(VDF-TrFE)，可以在機械應(yīng)力下產(chǎn)生電荷。Nam意識到這種被稱為壓電性的特性，使該聚合物成為藥物釋放系統(tǒng)的潛在可行候選物。

他的團隊使用一種稱為靜電紡絲的技術(shù)來生產(chǎn)P(VDF-TrFE)納米纖維，該纖維鋪在薄墊上。通過靜電紡絲將材料制成納米級結(jié)構(gòu)，可以優(yōu)化所得納米纖維的敏感性，因此藥物輸送系統(tǒng)將對生理安全的力量做出反應(yīng)，同時對日?；顒硬幻舾?。納米纖維的大表面積使它們能夠吸附相對大量的藥物分子。

將薄膜嵌入模擬活組織的水凝膠中后，使用治療性沖擊波進行的一系列測試產(chǎn)生了足夠的電荷，以將靜電附著的模型藥物分子釋放到周圍的凝膠中。研究人員可以通過改變施加的壓力和持續(xù)時間來調(diào)整藥物釋放量。

納姆說：“這種基于壓電納米纖維的藥物遞送系統(tǒng)可以按需局部遞送藥物分子，這對于需要長期重復(fù)給藥的疾病或病癥(例如癌癥治療)很有用。”納米纖維結(jié)構(gòu)的大表面積體積比使藥物裝載量更大，從而導(dǎo)致單次注射或植入的持續(xù)時間比常規(guī)藥物輸送的時間更長。”

與傳統(tǒng)的基于降解或擴散釋放的藥物輸送系統(tǒng)相比，傳統(tǒng)的藥物輸送系統(tǒng)通常顯示出初始的爆發(fā)釋放，然后出現(xiàn)不同的釋放速率，而基于壓電系統(tǒng)的藥物釋放的線性分布可實現(xiàn)精確的藥物分子給藥，而無需考慮植入時間。重復(fù)的按需藥物釋放測試顯示，每次激活的藥物釋放量相似，從而證實了釋放速率的可靠控制。

標簽： 植入式壓電聚合物