[凝胶,研究进展,聚合物]用于药物载体的刺激响应性聚合物及微凝胶的研究进展分析
智能高分子及水凝胶的响应性及其应用
2、挑战
2、挑战
仿生智能高分子水凝胶材料仍面临以下挑战：首先，材料的物理化学性质需 要进一步优化，以提高其生物相容性和细胞黏附性；其次，材料的机械性能需要 进一步提高，以适应更为复杂和严苛的应用环境；最后，材料的降解性能需要进 一步调控，从而实现材料的可降解性和生物相容性的平衡。
3、未来发展方向
智能高分子及水凝胶的响应 性及其应用
01 引言
03 应用领域
目录
02 响应性分析 04 参考内容
引言
引言
智能高分子和水凝胶是一类能够对外界刺激产生响应的特殊材料。它们具备 优越的适应性、敏感性和智能性，因此被广泛应用于各个领域。本次演示将重点 探讨智能高分子和水凝胶的响应性及其在组织工程、药物传输、传感器和结构改 性等方面的应用，并对未来发展进行展望。
五、结论
五、结论
仿生智能高分子水凝胶材料的设计制备及其生物应用具有重要的意义。这种 材料具有良好的生物相容性、细胞黏附性和智能响应性，可以作为药物载体、细 胞培养基质和组织工程支架等。未来，随着科学技术的不断发展和进步，仿生智 能高分子水凝胶材料将有望在生物医学领域发挥更为重要的作用。
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4、结构改性
2、拓展刺激种类：目前，大多数智能高分子和水凝胶主要对一种刺激产生响 应。未来可以研究能够同时对多种刺激产生响应的材料，提高其应用范围。
4、结构改性
3、实现多级响应：未来的智能高分子和水凝胶可以实现在不同层次上的响应， 例如微观结构和宏观形状的双重响应。这将有助于进一步拓展其应用领域，例如 在软机器人制造和仿生工程中发挥作用。
三、仿生智能高分子水凝胶材料 的生物应用
1、细胞培养
1、细胞培养
仿生智能高分子水凝胶材料可以作为细胞培养基质，提供细胞生长所需的营 养和环境。这种材料可以模拟生物组织的结构和功能，有利于细胞的黏附、增殖 和分化。同时，通过调节材料的物理化学性质，可以控制细胞的生长和分化，从 而应用于药物筛选和疾病治疗研究。
调控肿瘤免疫微环境的刺激响应性高分子纳米药物
2023-11-05•引言•肿瘤免疫微环境概述•刺激响应性高分子纳米药物概述•调控肿瘤免疫微环境的刺激响应性高分子纳米药物研究目•研究成果与展望•参考文献录01引言研究背景与意义肿瘤免疫治疗是一种具有前景的治疗方法，通过调控肿瘤免疫微环境，增强机体的免疫应答，提高抗肿瘤效果。
纳米药物作为一种新型药物制剂，具有高效、低毒、靶向等优点，为肿瘤免疫治疗提供了新的途径。
刺激响应性高分子纳米药物能够在特定刺激下发生响应，进一步优化药物释放和作用效果，提高治疗效果和降低副作用。
研究目的：开发一种能够调控肿瘤免疫微环境的刺激响应性高分子纳米药物，通过改善肿瘤免疫应答，提高抗肿瘤效果。
研究内容1. 设计并制备刺激响应性高分子纳米药物。
2. 探讨纳米药物对肿瘤免疫微环境的调控作用。
3. 评估纳米药物对肿瘤生长、转移和生存的影响。
4. 探讨纳米药物的体内药代动力学和安全性。
研究目的与内容研究方法与手段采用化学合成、纳米制备等技术，制备刺激响应性高分子纳米药物，并对其形貌、粒径、释药性能等进行表征。
材料制备与表征使用肿瘤细胞系和荷瘤动物模型，评估纳米药物对肿瘤免疫应答的调控作用，观察其对肿瘤生长、转移和生存的影响。
细胞与动物实验运用流式细胞术、免疫荧光等技术，分析纳米药物对免疫细胞功能和活性的影响。
免疫学分析通过体内实验，分析纳米药物的分布、代谢和排泄情况，评估其安全性。
药代动力学与安全性评价02肿瘤免疫微环境概述肿瘤免疫微环境是指肿瘤组织内部和周围空间中存在的具有免疫调节功能的细胞、分子和组织结构组成的复杂系统。
肿瘤免疫微环境的组成包括免疫细胞、细胞因子、趋化因子、血管和基质等。
肿瘤免疫微环境的概念及组成通过调控肿瘤免疫微环境，可以改善肿瘤的治疗效果，包括免疫治疗、化学治疗和放射治疗等。
调控肿瘤免疫微环境的策略包括改善肿瘤细胞的免疫原性、调节免疫细胞的浸润和功能以及抑制免疫抑制细胞的作用等。
刺激响应性高分子纳米药物是一种具有刺激响应性的药物载体，可以在肿瘤组织内部或周围特定的微环境中释放药物，提高药物的治疗效果和降低副作用。
pH温度刺激响应性共聚物微凝胶及其组装形成纤维.
pH/温度刺激响应性共聚物微凝胶及其组装形成纤维智能水凝胶纤维的尺度介于宏观块状智能水凝胶和智能微凝胶之间,结合了两者的优点,既有宏观块状智能水凝胶作为材料所要求的基本的力学性能,又有智能微凝胶比表面积大和对外界刺激响应速度快的特点,因此智能水凝胶纤维在组织工程、分离过滤、酶或催化剂载体、药物可控释放等方面有广阔的应用前景。
由于智能水凝胶纤维通常具有交联结构,因此难以采用常规的纺丝方法来制备。
本文尝试用冰晶体模板法使具有pH/温度双重刺激响应性的微凝胶在冰晶体模板中组装形成智能水凝胶纤维。
该方法无需添加助剂,不使用有机溶剂,无其它副产物产生,因此是一种节省资源和环境友好性的制备方法。
另外,制备过程中采用水为分散介质,完全在低温下操作,因此制得的智能水凝胶纤维应该具有良好的生物相容性,有望更适合用于生物医学领域。
本文的具体研究工作及取得的研究结果主要分为以下三个方面:(1)在pH为4.0和7.0的水介质中分别采用乳液聚合法使N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)共聚合成具有温度/pH双重刺激响应性的poly(NIPAM-co-AA)微凝胶。
核磁共振氢谱,元素分析和电位滴定分析结果表明,在pH为4.0条件下合成的微凝胶中AA单元含量偏高。
pH为4.0时合成的微凝胶的粒径随着单体AA用量的增加而增大,而pH为7.0时合成的微凝胶的粒径随着单体AA用量的增加而减小。
通过动态激光光散射测试poly(NIPAM-co-AA)微凝胶的水动力学直径随水介质温度或pH值的变化关系后发现,pH为4.0条件下合成的微凝胶具有更明显的pH刺激响应性,其温度刺激响应性受水介质pH值的影响较大,表明AA单元有可能更均匀地分布于微凝胶聚合物网络中。
(2)在pH为4.0和7.0的水介质中分别采用乳液聚合法使NIPAM和甲基丙烯酸(MAA)共聚合成具有pH/温度双重刺激响应性的poly(NIPAM-co-MAA)微凝胶。
医用温敏型可注射水凝胶的研究与应用
医用温敏型可注射水凝胶的研究与应用一、引言医用温敏型可注射水凝胶是一种具有巨大潜力的新型生物医用材料。
它具有良好的生物相容性和可调控的物理化学性质，在医学领域中有广泛的应用前景。
本报告主要对医用温敏型可注射水凝胶的研究现状进行分析，并针对存在的问题提出对策建议，旨在推动该领域的发展和应用。
二、现状分析1. 医用温敏型可注射水凝胶的特点医用温敏型可注射水凝胶是一种具有温敏性质的水凝胶材料，能够在体内形成稳定的凝胶，具有可注射性和可控性。
它可以根据环境温度的变化实现溶胀状态和凝胶状态之间的相互转化，从而实现药物缓释或组织修复的目的。
2. 研究进展在医用温敏型可注射水凝胶的研究方面，国内外学者已经取得了一系列的研究成果。
目前主要的研究方向包括温敏聚合物的设计合成、凝胶形成机制的研究、药物缓释和组织修复应用等。
在温敏聚合物的设计合成方面，研究者通过改变聚合物的结构和化学组成来调控其热敏性能，以实现在不同温度下的凝胶化。
凝胶形成机制的研究主要集中在聚合物链的亲疏水性和链的柔性等方面，以揭示其凝胶化的机理。
药物缓释和组织修复应用是医用温敏型可注射水凝胶的主要应用领域，研究者通过将药物或生物活性因子掺入温敏水凝胶中，实现药物的持续释放和组织的修复。
三、存在问题1. 温敏聚合物选择的问题目前，温敏聚合物的选择对医用温敏型可注射水凝胶的性能和应用具有重要影响。
然而，当前大部分的温敏聚合物仍然存在一些问题，如光敏性差、生物相容性欠佳等，限制了该材料的应用范围和效果。
2. 凝胶形成机制的解析问题温敏聚合物的凝胶形成机制尚不明确，这在一定程度上制约了对其性能的进一步优化和调控。
需要加强对凝胶形成机制的深入研究，揭示其背后的原理和规律。
3. 药物缓释和组织修复效果的提升问题目前，医用温敏型可注射水凝胶在药物缓释和组织修复方面仍存在一些问题。
例如，药物缓释效果不稳定，释放速率难以精确控制；组织修复效果不佳，复合凝胶材料与周围组织的结合性能有待改进。
聚合物胶束作为药物载体的研究进展
聚合物胶束作为药物载体的研究进展柴云;许凯;常海波;张普玉【摘要】聚合物胶束是具有疏水核心和亲水壳的自组装纳米颗粒.作为一种新型的药物载体,聚合物胶束具有载药范围广、结构稳定、体内滞留时间长、毒副作用小等特点.可以通过肿瘤组织的高通透性和滞留效应被动地富集在癌组织中,也可以通过修饰聚合物胶束的表面基团来实现药物靶向给药.本文总结并分析了聚合物胶束作为药物载体的研究进展,包括聚合物胶束的功能特点、制备、应用和药物的包载.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2018(029)005【总页数】7页(P522-528)【关键词】聚合物胶束;药物载体;靶向给药【作者】柴云;许凯;常海波;张普玉【作者单位】河南大学化学化工学院,功能聚合物复合材料研究所,精细化学与工程研究所,河南省阻燃与功能材料工程实验室,河南开封 475004;河南大学化学化工学院,功能聚合物复合材料研究所,精细化学与工程研究所,河南省阻燃与功能材料工程实验室,河南开封 475004;河南大学化学化工学院,功能聚合物复合材料研究所,精细化学与工程研究所,河南省阻燃与功能材料工程实验室,河南开封 475004;河南大学化学化工学院,功能聚合物复合材料研究所,精细化学与工程研究所,河南省阻燃与功能材料工程实验室,河南开封 475004【正文语种】中文【中图分类】R94与普通制剂药物相比，纳米药物载体具有特异性、靶向性、药物作用时间长、毒副反应小、载药范围广[1-3]等优点. 随着医药技术的发展，一些生物和基因药物比如DNA蛋白质等的应用完全依赖于有效的药物传递系统[4-6]，比如聚合物胶束(PMs)、纳米脂质体[7]、固体脂质纳米粒[8]、纳米囊和纳米球[9]、纳米磁性颗粒等.图1 聚合物胶束的自组装Fig.1 Self-assembly of polymer micelles聚合物胶束是近年来在众多疾病的诊断和药物治疗中研究最多的纳米载体之一. 制备聚合物胶束的“经典”方法是用两亲嵌段共聚物在选择性溶剂中其中一种嵌段不溶形成胶束的核，另一种嵌段可溶形成胶束的壳(如图1所示)，这种热力学驱动过程发生在临界胶束浓度(critical micelle concentration，CMC)以上[10]. 除此之外还可以通过氢键络合作用、静电相互作用、金属配位作用、化学反应诱导等原理制备.作为一种新的载体，聚合物胶束具有载药范围广、结构稳定、组织渗透性好、体内滞留时间长、能使药物有效到达靶点等特点. 其中刺激响应性纳米胶束可根据外界环境的微小变化，如温度、pH、氧化还原性、离子强度、磁、光、电、生物酶等作出响应，产生相应的结构形态、物理性质、化学性质等变化甚至突变[11]. 聚合物胶束增加了疏水性和脂溶性药物的溶解性和稳定性，并且聚合物胶束的体积小不易被网状内皮细胞(reticulo-endothelial system，RES)吸收及肾排泄，又可以通过EPR效应选择性分布在肿瘤组织中，减少药物副作用.1 聚合物胶束的功能特点聚合物胶束是两亲性聚合物在选择性溶剂中在分子间氢键、静电相互作用和范德华力等作用推动下自组装而成. 聚合物胶束可以增加难溶性药物的溶解度，低CMC的胶束在血液中具有较长的循环时间. 由于聚合物胶束表面容易修饰，可以制备成和肿瘤细胞特异性结合的药物载体，可以降低药物对正常组织的毒副作用，也可以制备成对细胞内不同pH、温度、还原性具有响应作用的聚合物胶束从而实现聚合物胶束对病变部位的靶向作用.WANG等[12]分两步合成了两亲性嵌段共聚物聚-(N，N-异丙基丙烯酰胺-co-N-羟甲基丙烯酰胺)-b-己内酯[P-(N，N-isopropylacrylamide-co-N-hydroxymethylacrylamide)-b-caprolactone][P-(NIPAAm-co-NHMAAm)- b-PCL](如图2所示)，首先通过自由基聚合制备羟基封端的P-(NIPAAm-co-NHMAAm)，然后通过P-(NIPAAm-co-NHMAAm)的羟基端基作为引发剂的己内酯(CL)的本体开环聚合来制备P-(NIPAAm-co-NHMAAm)- b-PCL. 体外细胞毒性实验表明，空白胶束对QBC939细胞的毒性很小，而载有DOX的胶束能够有效地抑制QBC939细胞的生长并诱导其凋亡. 体内实验表明，DOX负载的胶束通过诱导细胞凋亡显著抑制裸鼠的肿瘤生长.图2 P-(NIPAAm-co-HMAAm)-b-PCL的合成图Fig.2 Synthesis diagram of P-(NIPAAm-co-HMAAm)-b-PCLPANJA等[13]制备了聚乙烯醇缩丁醛叶酸(FA)，FA共轭嵌段共聚物自组装成接近球形的聚合物胶束，具有足够低的临界胶束浓度范围(0.59×10-2～1.52×10-2g/L)可以作为有效的药物载体. 以共轭热响应嵌段共聚物PE-PCL-b-PNIPAM和PE-PCL-b-PNVCL为模板连接FA合成PE-PCL-b-PNIPAM-FA和PE-PCL-b-PNVCL-FA(如图3所示)，临界溶解温度(LCST)范围为30～39 ℃，具有高的阿霉素(DOX)载药量(24.3%). 与正常细胞(HaCaT)相比，细胞摄取研究证明FA-PM选择性内化至癌细胞(C6神经胶质瘤)，负载DOX的FA-PMs体内施用到C6神经胶质瘤大鼠肿瘤模型中并在肿瘤细胞中积累，相对于对照，显著地抑制了肿瘤生长. 图3 FA-共轭热响应嵌段共聚物PE-PCL-b-PNIPAM-FA和PE-PCL-b-PNVCL-FA的合成Fig.3 Synthesis of FA-conjugated thermoresponsive block copolymers PE-PCL-b-PNIPAM-FA and PE-PCL-b-PNVCL-FA2 聚合物胶束的制备2.1 直接溶解法当两亲性嵌段共聚物中亲水嵌段占比较高即水溶性较好时，将共聚物直接溶解于水中，也可采用加热、搅拌等方式促使共聚物溶解，通常在共聚物浓度高于CMC时，疏水链段难溶于水在水中聚集形成胶束的核，亲水链段易溶于水向水中伸展形成胶束的壳而形成胶束.AZUMA等[14]用尿素、苯胺和甲基丙烯酸酯合成了一种新的单体(如图4(a)所示)，通过尿素在二氯甲烷溶剂中的分子间作用力而高效地自组装成胶束. 亚胺作为动态的共价键可以响应外部刺激，比如pH的变化(如图4(b)所示). 通过调节混合溶剂组分的比例、嵌段共聚物的结构、单体的浓度可以精确地控制胶束的相对分子质量，在药物载体方面具有较大的潜力.2.2 透析法透析法一般适用于溶解性较差的共聚物. 首先将嵌段共聚物溶解在溶剂中，待完全溶解后将其转入透析袋，放进选择性溶剂中进行透析操作. 在透析过程中，原溶剂逐渐被选择性溶剂置换，亲溶剂部分形成胶束的壳，疏溶剂部分形成胶束的核，共聚物发生自组装从而形成胶束[15].2.3 溶剂诱导法将两亲性共聚物溶解在亲疏水链段共溶的低沸点有机溶剂中，搅拌状态下将水溶液滴加到混合溶液中，随着水溶液的加入，亲水链段溶于水向水中伸展形成胶束的壳，疏水链段则慢慢聚集形成胶束的核，随后将有机溶剂蒸发除去，得到核-壳结构的聚合物胶束[16].3 聚合物胶束作为药物载体的应用3.1 药物增容作用具有小颗粒尺寸，高负载能力，长循环时间和在体内病理部位累积能力的生物相容性和生物可降解药物载体的开发对于难溶性药物的递送尤其重要[17]. 首先低水溶性的药物容易导致吸收不良，生物利用度低，尤其是口服给药时；其次静脉给药时难溶性药物可能导致各种并发症比如栓塞，严重的可能导致呼吸系统衰竭，并且还可能导致局部药物浓度过高. 通过高通量筛选技术，大量高活性的药物约有一半在水中的溶解度较低，这就导致很多被鉴定有高潜在价值的药物没有进入下一步开发. 而胶束的疏水核心为难溶性药物提供了适合的环境，增加了药物的溶解度.图4 (a)通过氢键嵌段共聚物胶束在有机溶剂中亚胺官能团交联合成亚胺微凝胶星形聚合物 (b)星形聚合物的官能化Fig.4 (a) Synthesis of imine-microgel star polymers via the Imine-Crosslinking of hydrogen-bonding block copolymer micelles in organic media and (b) functions of the star polymers LUO等[18]合成了pH响应的环氧化的PMAA2-b-epoHTPB-b-PMAA2多嵌段共聚物. 实验结果表明，氧化作用形成的共聚物胶束纳米粒子更稳定，具有较低的临界胶束浓度，较小的胶束尺寸，较高的载药量和药物包封率. 环氧化可以显著提高载药量和药物包封率，并且随着氧化程度的增加而增加.3.2 作为药物的缓释载体聚合物胶束可以通过物理包载、静电作用、化学结合等方法将药物牢固地限制在疏水内核中，低CMC的聚合物胶束在血液中具有较长的循环时间，被包载的药物通过共聚物胶束的降解或者共聚物载体的微孔释放等方法发挥药效，大大延长了药物的作用时间，提高了药物的生物利用度[19].MEI等[20]通过pH敏感的腙键和疏水基团脱氧胆酸盐，将药物阿霉素(DOX)和肝素合成为一个自组装胶束纳米粒子，在此过程中，肝素本身不仅作为载体的亲水部分，而且还具有抗血管生成和抗转移作用等多种生物学功能. 胶束纳米粒子HD-DOX具有良好的稳定性和酸性pH引发的药物释放性能. 全身给药后，肝素胶束纳米粒子半衰期延长，通过增强的通透性和保留作用增强了DOX在肿瘤中的蓄积，从而拥有更有效的抗肿瘤作用.3.3 用作靶向药物聚合物胶束可以通过EPR效应被动聚集在肿瘤组织中. 除此之外，由于聚合物胶束有容易改性的表面基团，因而可以通过对聚合物胶束表面进行修饰合成可以和肿瘤细胞特异性结合的药物载体[21]. 也可以根据肿瘤组织不同于正常组织的微环境，比如pH、温度、还原性等，合成pH响应、温度响应、还原响应的聚合物胶束. YANG等[22]合成了一种新型的具有靶向功能的接枝聚合物胶束AS1411，该胶束是具有双重pH /氧化还原敏感性和靶向效应的壳聚糖-β-聚乙烯亚胺-尿刊酸(CPU). 体外实验表明，在生理条件下，Dox-siRNA负载的胶束具有良好的药物释放特性，该体系具有良好的双重pH /氧化还原敏感性，细胞内药物释放快，对A549细胞具有较好的体外细胞毒性.4 聚合物胶束的药物包载4.1 化学结合法可以将需要包载的药物通过化学键与疏水核心结合，当聚合物胶束进入细胞内化学键断裂，活性药物从胶束中释放出来发挥药效[23]. 根据化学键的性质，药物可以响应不同的细胞内部条件，比如pH、温度、离子强度、还原性等[24]. Hedfehog(Hh)信号通路在胰腺导管腺癌(PDAC)的发生和转移中起重要作用，吉西他滨(GEM)被用作PDAC的一线治疗药物，但其快速代谢和短半衰期限制了其作为单一化学疗法的使用. KARACA等[25]合成了缀合GEM并包封Hh抑制剂vismodegib (GDC-0449)的甲氧基聚(乙二醇)-嵌段-聚(2-甲基-2-羧基-碳酸亚丙酯)-接枝-十二烷醇(mPEG-b-PCC-g-DC). 结合后，GEM体内稳定性的显著增加提升了抗肿瘤能力，几乎80%包封率的GDC-0449和19%缀合率的GEM在pH5.5的条件下在48 h内持续释放，胶束混合物携带GEM和GDC-0449可显著抑制MIAPaCa-2细胞的侵袭，迁移和集落，与单一治疗相比，这种联合治疗有效地抑制了肿瘤生长，加速了肿瘤细胞的凋亡.4.2 物理包载法与化学结合法相比，使用物理方法对药物进行包载要简单得多，因为物理包载不需要对药物结构进行改变[26]. 影响聚合物胶束载药量的最主要因素是药物分子和形成聚合物内核的疏水嵌段的相容性[27]. 物理包载法操作简单，适用范围广，包括直接溶解法、透析法、O/W乳化法和溶剂蒸发法等[28].4.3 静电作用带电的药物可以通过和带相反电荷的疏水内核之间的静电作用紧密结合而载入嵌段共聚物胶束中[29]，可以通过控制疏水内核链段的长度、带电密度和溶液的离子强度来控制胶束的载药量[30].图5 胶束过量(N/P>1)或DNA过量(N/P<1)的胶束结构示意图Fig.5 Schematic illustrations of micelleplex structures with micelles (N/P>1) or DNA (N/P<1) in excessJIANG等[31]用聚(甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯)——甲基丙烯酸正丁酯嵌段共聚物合成了一种阳离子胶束(见图5)，与线型DNA和环形质粒碱基对复合. 阳离子胶束核平均半径为(8±1) nm，平均流体动力学半径为(34±1) nm. 实验表明阳离子胶束和DNA络合后产物的结构和稳定性取决于DNA分子的长度而不是它们的拓扑结构. 在胶束过量的情况下，较长的DNA链可以桥接更多数量的胶束并形成更大的多重胶束，而较短DNA的胶束形成与单一胶束相似大小的较小复合物. DNA过量时，较短DNA的胶束形成更大的聚集体，最终从溶液中沉淀出来，而较长DNA的胶束复合体相对稳定.5 结论聚合物胶束具有很好的溶解难溶于水的药物并提高其生物利用度的能力[32-35]. 此外，胶束由于粒径小，通过增强的渗透性和滞留作用在肿瘤组织中表现出非常有效的自发性聚积. 也可以通过将特异性靶向配体分子(如特异性抗体，转铁蛋白或叶酸)修饰到胶束表面从而使聚合物胶束精确定位到病变区域，减轻药物对正常组织的毒副作用，提高药物的生物利用度[36-38]. 由于可以控制胶束疏水性和亲水性嵌段的性质，所以可以较容易地控制胶束的粒径大小、载药能力、在血液中的循环时间等[39-40]. 由于聚合物胶束显示出优异的生物相容性、低毒性、制备过程简单以及容易改性的表面基团，并且能够溶解疏水性核心中的许多药物，所以聚合物胶束是很有前景的用于靶向递送各种治疗剂的纳米载体.参考文献：【相关文献】[1] ZHANG Q, LIN J P, WANG L Q, et al. Theoretical modeling and simulations of self-assembly of copolymersin solution [J]. Progress in Polymer Science, 2017, 75: 1-30.[2] DESHMUKH A S, CHAUHAN P N, NOOLVI M N, et al. Polymeric micelles: Basic research to clinical practice [J]. International Journal of Pharmaceutics, 2017, 532: 249-268.[3] TORCHILIN V P. Micellar nanocarriers: Pharmaceutical perspectives [J]. Pharmaceutical Research, 2007, 24(1): 1-16.[4] CAGEL M, TESAN F C, BERNABEU E, et al. Polymeric mixed micelles as nanomedicines: Achievements and perspectives [J]. 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刺激响应型药物输送系统的研究
刺激响应型药物输送系统的研究引言近年来，为了提高药物的疗效和减少副作用，研究者们开始关注刺激响应型药物输送系统。
这种系统可以根据疾病特征或外部刺激来释放药物，从而实现药物的精确治疗和控制释放。
本文将重点讨论刺激响应型药物输送系统在不同类别的药物输送中的应用和研究进展。
第一章：温度响应型药物输送系统温度响应型药物输送系统是一种常见的刺激响应型系统。
高温、低温或温度变化可以引发输送系统中药物的释放。
这种系统可通过溶胀效应或相变等机制实现药物的控制释放。
例如，温度敏感凝胶能够在体内受到局部温度的影响而溶胀，从而释放药物。
另外，一些研究者还利用温度敏感纳米粒子作为药物的载体，当体内温度超过设定的阈值时，药物被释放。
第二章：pH响应型药物输送系统pH响应型药物输送系统可以根据不同的pH值来控制药物的释放。
由于疾病部位的酸碱度不同于正常组织，可以利用这种差异来设计刺激响应型系统。
例如，在肿瘤组织中，pH值通常较低，许多研究者针对这一特点设计了pH响应型纳米粒子。
这些纳米粒子可以通过pH值的变化来实现药物的释放，从而提高药物在肿瘤组织内的疗效。
第三章：化学刺激型药物输送系统除了温度和pH值外，一些化学性质的变化也可以作为药物的释放触发器。
例如，氧化物、还原物或酶等化学物质在体内具有地区特异性，可以被用来控制药物的释放。
许多研究者利用这些物质设计了化学刺激型药物输送系统。
这种系统通过化学反应来改变药物的释放性能，从而实现对疾病的治疗。
第四章：光敏刺激型药物输送系统光敏刺激型药物输送系统是近年来备受关注的一种刺激响应型系统。
这种系统利用可见光、紫外线或红外线等光敏材料对药物的释放进行控制。
光敏荧光物质或光敏纳米粒子可以吸收特定波长的光能并将其转化为热能，从而引发药物的释放。
这种药物输送系统具有空间定位性强、非侵入性和可控性好等优点，对于某些疾病的治疗有着广阔的应用前景。
结论刺激响应型药物输送系统是一种具有潜力的技术，可以提高药物的疗效和减少副作用。
聚合物凝胶在药物控释中的应用
聚合物凝胶在药物控释中的应用药物控释是现代医学研究的热点之一，可以提高药物治疗的效果，降低患者服药的频率和副作用。
目前，药物控释的技术越来越成熟，常常使用聚合物凝胶作为药物控释系统的主要载体。
本文将从聚合物凝胶的定义和制备方法、聚合物凝胶在药物控释中的应用以及优缺点等方面进行讨论。
一、聚合物凝胶的定义和制备方法聚合物凝胶是一种高分子含水材料，具有高度吸水性并形成一定的交联网络结构，可以承载药物并实现药物缓释。
聚合物凝胶种类繁多，包括天然聚合物（如明胶、羟丙基甲基纤维素等）和合成聚合物（如聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乳酸等）。
制备聚合物凝胶的方法也很多，比较常用的有溶胶-凝胶法、乳化-共混法、相转移法等。
溶胶-凝胶法是最常见的一种方法，先将高分子单体或聚合物在水中溶解形成溶胶，加入交联剂或交联条件下进行反应，形成凝胶。
二、聚合物凝胶在药物控释中的应用已经被广泛研究。
它的主要优点是能够释放药物的速度和持续时间可以控制，从而使药物能够在较长的时间内实现有效的治疗。
此外，聚合物凝胶还可以增强药物的生物可利用性，减少药物在体内代谢的速度，进一步提高药效。
1. 聚合物凝胶控释口服制剂聚合物凝胶控释口服制剂是应用最广泛的一种药物控释系统。
它可以缓释药物的释放速度，保证药物在胃肠道中的时间足够长，从而增强药效。
2. 聚合物凝胶控释贴剂聚合物凝胶控释贴剂也是一种常用的药物控释系统。
它可以通过皮肤的吸收来进行药物治疗，缓慢释放药物，增强药物的生物利用度。
3. 聚合物凝胶控释注射剂聚合物凝胶控释注射剂是一种新兴的药物控释系统。
它可以把药物直接注射到患者体内，减少胃肠道的代谢和吸收，增加药物的生物利用度，有效地延长药物的作用时间。
三、聚合物凝胶在药物控释中的优缺点聚合物凝胶在药物控释中具有许多优点，如良好的生物相容性、可控制的渗透性、可控制的药物释放速度和持续时间等。
此外，它还能够增强药物的生物利用度，避免药物在体内被代谢和吸收。
抗肿瘤刺激响应型凝胶的制剂新进展
抗肿瘤刺激响应型凝胶的制剂新进展
马雪睿;王东凯
【期刊名称】《中国药剂学杂志（网络版）》
【年(卷),期】2024(22)1
【摘要】目的综述抗肿瘤刺激响应型凝胶的制剂新进展,为此类凝胶的进一步研究与开发应用提供思路。
方法查阅近年来国内外关于抗肿瘤刺激响应型凝胶的相关文献,并对其进行整理、归纳与总结。
结果装载抗肿瘤药物的pH敏感型凝胶、热敏型凝胶、光热敏感型凝胶、微波响应型凝胶、超声响应型凝胶在制剂上均有新进展,能够缓释药物,降低药物毒副作用,具有良好的生物相容性。
结论抗肿瘤刺激响应型凝胶,虽然存在制作成本较高,设计过程复杂等问题,面临成果转换较少、实际应用不多的现状,但仍然拥有巨大的潜力,能够在肿瘤局部治疗中发挥巨大的作用。
【总页数】6页(P25-30)
【作者】马雪睿;王东凯
【作者单位】沈阳药科大学药学院
【正文语种】中文
【中图分类】R94
【相关文献】
1.刺激响应和靶向型介孔二氧化硅纳米颗粒递送抗肿瘤药物的研究进展
2.生物质基刺激响应型水凝胶研究进展
3.刺激响应型水凝胶农药载体应用研究进展
4.刺激响
应型树状分子凝胶的研究进展5.刺激响应型聚合物-药物偶联物用于抗肿瘤药物递送的研究进展
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用于药物载体的刺激响应性聚合物及微凝胶的研究进展分析
在癌症治疗中，目前传统的化疗都是应用一些小分子制剂，不但能杀死肿瘤细胞，对正
常的组织也会产生危害。因此，人们发展了一系列药物载体，在其表面连接一些靶向基团，
可以特异性的识别并进入到肿瘤细胞内。除了这种基于主动靶向的药物载体，另外一类利用
被动靶向的药物载体也越来越受到人们重视。为了使进入肿瘤部位的药物能够快速可控释放，
人们发展了一系列刺激响应性高分子，利用肿瘤部位环境的不同而释放药物。常见的刺激响
应性聚合物包括:温度、pH、氧化还原以及光响应性的聚合物等，其中温度和酸敏感的聚合物
是研究最为广泛的药物载体。这类聚合物载体包裹药物，在血液循环中比较稳定，当进入的
到肿瘤组织中后，由于一些外部刺激，使聚合物解散，其中包裹的药物被迅速释放出来。此
外，刺激响应性聚合物微凝胶在作为药物载体的方面的应用也越来越受到人们重视。下面主
要介绍一下各种刺激响应性聚合物及微凝胶在药物传递方面的研究进展。
1温度响应性聚合物
温度敏感性聚合物由于在药物释放，催化和细胞培养等多方面的潜在应用而受到广泛研
究。温敏性的聚合物在水溶液具有低临界溶解温度(LCST)，即在低温时能够与水形成氢键，
从而能够溶解在水中，而温度升高时，氢键被破坏，聚合物链发生收缩，使聚合物与水发生
相分离。聚丙基丙烯酞胺(PNIPAM)是发展最早的一类温敏性聚合物。由于PNIPAM的LCST在
32℃附近，接近于人体温度，且随环境的变化程度较小，使它被较透彻的研究作为药物载体。
例如，Chung等制备了聚甲基1丙烯酸丁酷( PBMA)和PNIPAM的嵌段共聚物，当温度较低时，
该共聚物由于PBMA的疏水性和PNIPAM的亲水性而在水溶液中形成胶束，被包裹抗癌药阿霉
素。当温度升高时，由于PNIPAM链段的收缩，是聚集体发生扰动，其中包裹的抗癌药被释放
出来。
为了使聚合物的LCST具有可调性，人们将NI-PAM与其他的单体进行共聚，通过调节聚
合物的亲疏水性，来调节它的LCST。例如，Neradovi等将NI-PAM与一种侧链为寡聚乳酸的
甲基丙烯酞胺类单体HEMA进行共聚，利用侧链乳酸的数目，来调节它的疏水性，从而可以调
节聚合物的LCST。其实HPMAm本身就具有很好的温敏特性，将HPMAm与HPMAm进行共聚，可
以有效的调节共聚物的LCST;同时将PEG连接到该聚合物上，得到的嵌段聚合物在水溶液中
形成胶束，由于侧链乳酸基团的水解，使胶束发生膨胀和解离。但是这类丙烯酞胺类的聚合
物相转变的可逆性不好。在温度升高到聚合物的LCST以上时，酞胺键的存在会使聚合物链之
间形成氢键。当降低温度时，这些氢键会阻止聚合物链的伸展，因此会出现明显的滞后现象。
而且它们的生物相容性不是很好，从而限制了它在生物医药方面的应用。
Lut等发展了一类侧链包含有寡聚PEG的温敏性聚合物。它是将寡聚PEG甲基丙烯酸酷
的单体进行聚合，由于聚合物主链的疏水性和PEG的亲水形成平衡，使这类聚合物具有LCST。
其中PEG链段越长，其亲水性越好，LCST越高。将不同长度PEG的单体进行共聚，通过调节
共聚单体的比例就可以在很宽的范围内调节共聚物的LCST。这类聚合物链之间没有氢键相互
作用，使它具有可逆的相转变。而且这类非线性的PE G聚合物完全是由生物相容性的寡聚
PEG构成，由于PEG具有非离子性，水溶性，无毒以及无免疫性等优点，使它也具有良好的
生物相容性。相对于线性PEG，这类侧链包含有寡聚PEG的聚合物除了具有温敏性以外，还
可以较方便的通过多种聚合方法，如阳离子、阴离子、开环复分解以及自由基聚合的方法得
到较高分子量的聚合物。其中自由基聚合，特别是可控自由基聚合(ATRP 、NMP 、 RAFT)是
应用最为广泛的方法。由于在普通自由基聚合中，单体活性不同导致聚合物链之间单体的比
例差别较大，使得聚合物的相变区间会较大，因此需要应用可控自由基聚合的方法，精确控
制聚合物的结构，使聚合物链的组成较为均一，相变区间变窄。
2 pH值敏感性聚合物
由于在肿瘤和发炎的部位以及一些细胞器中，pH值是偏酸性的，人们发展了一类可用于
药物载体的pH值敏感性聚合物，例如一些以组氨酸，以及三级胺为疏水链段的嵌段共聚物。
在中性的水溶液中，该类聚合物为胶束的状态，可包裹一些抗癌药物。而在酸性条件下，由
于N的质子化转变为亲水性，使胶束解离，其中包裹的药物被释放出来。除了基于可滴定基
团的pH值敏感性聚合物，还有一类基于缩醛，缩酮以及原酸酷基团的酸裂解型聚合物。例
如，Gillies等将PEG的一端连接上树枝状的大分子，其表面上通过环状的缩醛键连接一些
疏水性的苯环，由于疏水作用力和相互作用使该聚合物形成胶束。在酸性条件下，这些缩醛
键水解，树枝状分子的亲水性增加，使胶束解离，实现了对它所包裹药物DOX的可控释放。
最近，他还将右旋糖昔进行缩醛化，制成一种酸敏感的纳米粒子，在酸性的条件下可以释放
其包裹的药物。Heller等将原酸酷键引入聚合物的主链，合成了四代聚合物，其水解产生的
酸可以自催化聚合物的降解，其凝胶状的材料目前己经应用于眼科治疗。
3多重刺激响应性聚合物
为了使聚合物具有更好的刺激响应性，人们还发展了一些具有双重刺激响应性的聚合物。
例如，Jiang等将含寡聚PE G的单体和光敏感性单体进行共聚，得到了具有温度和光双重响
应性的聚合物。Gao等将温敏和pH值敏感的树枝状分子连接到聚合物侧链上，使聚合物具有
温度和pH值双重敏感性，在不同的pH值下具有不同的相变温度。Huang等发展了一类酸裂
解型的温敏聚合物，引入酞胺键为温敏基团，原酸酷键为酸敏基团。将该聚合物连接一段PEG
得到嵌段共聚物，升温形成胶束，而在酸性条件下解离。此外，Klaikherd等发展了一类三
重刺激响应性的嵌段聚合物，以PNIPAM作为温敏嵌段，以侧链含缩醛键的聚合物作为酸敏链
段，两链段中间用还原性敏感的双硫键连接。
4刺激响应性微凝胶
近年来，聚合物微凝胶由于在药物传递，生物材料和生化分离等多方面的应用，而受到
了广泛关注。它与宏观凝胶和一些胶束体系一样，可以作为药物缓释的载体。与宏观凝胶相
比，纳米凝胶是尺寸在纳米级的凝胶，可以采用注射的方法，通过增强渗透保留效应(EPR)进
入到肿瘤部位，而无需进行手术移植。而且，它具有较大的比表面积，可以对外界刺激做出
迅速响应，同时具有较快的药物释放速率。相对于胶束体系，纳米凝胶具有稳定性好，包藏
量大等优点，而且既可以包裹疏水性药物也可以包裹蛋白质，DNA等生物大分子。因此，微
凝胶可以作为理想的药物传递体系。
为了应用于药物载体，人们设计合成了一系列刺激响应性的微凝胶，例如温度、pH值、
氧化还原、生物分子敏感等。聚屏丙基丙烯酞胺(PNIPAM)是研究最为广泛的一类温敏性微凝
胶，对其进行修饰，可以有效的调节，同时盐浓度对其LC ST也有较大影响圈。一些对生物
分子如葡萄糖敏感的微凝胶也被广泛研究。例如将NIPAM与含有苯硼酸的单体共聚，可以得
到温度和葡萄糖双敏感性的纳米凝胶。
由于肿瘤部位和人体正常部位的物理环境不同，例如pH偏低以及含有较多的谷肌甘肤
等还原性的多肤，可以设计酸和还原性敏感的微凝胶。例如，Murthy等Cza.zsl反相微乳液
聚合的方法合成了一类用缩醛键交联的聚酞胺类水凝胶和微凝胶，它在pH=7. 4时比较稳定，
而在pH=5时能够发生解离，从而快速释放其包裹的蛋白质。Chan等利用RAFT聚合的方法合
成了一种用缩醛键交联的聚酷类纳米粒子，其表面的RAFT引发剂可以继续引发亲水性的寡
聚PEG聚合，得到一种核壳型的纳米粒子，可以包裹释放疏水性药物。Griset等用微乳液聚
合的方法合成了一种含缩醛键的甲基丙烯酸类的单体，和少量双甲基丙烯酸酷的交联剂进行
共聚，可以得到一种聚酷类的纳米粒子。在pH=7.4时，粒子是疏水的，粒径在100 nm左右，
而在pH=5时，缩醛键发生水解，粒子溶胀变成1000 nm，从而使包裹的药物释放出来。Oh等
利用反相乳液聚合ATRP的方法合成了双硫键交联的水溶性微凝胶，在还原性条件如谷肌甘
肤的作用下，双硫键断裂使粒子发生解离。
此外，一些双重刺激响应性的微凝胶也受到了广泛的研究，例如将丙烯酸和NIPAM共聚
得到的温度和pH双重响应性的纳米粒子。将含NIPAM的聚合物用双硫键连接，就可以得到温
度和还原性双敏感的微凝胶。刺激响应性聚合物作为药物载体的应用前景
刺激响应性聚合物在作为药物载体方面有着较广泛的潜在应用价值。这类聚合物载体可
以包裹抗癌药物，在血液中稳定循环，而在肿瘤部位，由于外界环境不同，聚合物受到刺激
而解离，从而使药物得到可控释放。用刺激响应性微凝胶来包裹抗癌药物也可以实现药物在
肿瘤部位的可控释放，而且聚合物微凝胶具有包裹量大、稳定性好、可包裹亲水分子等优点，
因而更加受到人们的关注。相信在不远的将来，刺激响应性聚合物可以作为药物载体应用于
癌症的治疗当中。