兩種水凝膠藥物載體的應用

胡凱文

摘 要：藥物載體是指能夠改變藥物進入人體的方式和在人體內的分布，可以把藥物定向輸送到靶向器官的一種體系。水凝膠是一種迅速發(fā)展的新型功能高分子材料，是一種親水性三維空間網(wǎng)絡結構，具有良好的生物相容性和生物可降解性，能夠維持或向體液控制釋放包埋在水凝膠藥物，是良好藥物載體?？勺⑸渌z藥物載體、磁性水凝膠藥物載體用于藥物輸送能有效控制藥物釋放，減少對生物體的損傷，取得顯著療效。

關鍵詞：水凝膠; 藥物載體; 靶向給藥

中圖分類號：R943? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1006-3315（2019）12-166-001

水凝膠是一種迅速發(fā)展的新型功能高分子材料，是一種親水性三維空間網(wǎng)絡結構，具有良好的生物相容性和生物可降解性，能夠維持或向體液控制釋放包埋在水凝膠藥物，是良好藥物載體。

一、水凝膠藥物載體能減少對人體的刺激

藥物載體，是指能改變藥物進入人體的方式和在體內的分布、控制藥物的釋放速度并將藥物輸送到靶向器官的體系。藥物傳遞系統(tǒng)（Drug Delivery System）是新劑型、新制劑、新技術的總稱。目前主要的DDS包括緩釋和控制給藥系統(tǒng)、靶向給藥系統(tǒng)、粘膜給藥系統(tǒng)和藥物經(jīng)皮給藥系統(tǒng)等。藥物載體包括很多類型，有納米粒子、水凝膠、微膠囊、脂質體等。

水凝膠（Hydrogel）是一類極為親水的三維網(wǎng)絡結構凝膠，它在水中迅速溶脹并在此溶脹狀態(tài)可以保持大量體積的水而不溶解。凡是水溶性或親水性的高分子，通過一定的化學交聯(lián)或物理交聯(lián)，都可以形成水凝膠。這些高分子按其來源可分為天然和合成兩大類。天然的親水性高分子包括多糖類和多肽類。合成的親水高分子包括醇、丙烯酸及其衍生物類。水凝膠可以按制備原料的不同將其分成天然高分子水凝膠、合成高分子水凝膠和天然合成復合水凝膠。水凝膠表面蛋白和細胞黏附很小，含有大量水與充盈有大量水性液體的機體組織非常相似，柔軟、潤濕的表面以及與組織的親和性大大減少了對人體的刺激。

二、水凝膠藥物載體能安全高效地遞送藥物

水凝膠與人體的組織在組成、結構、性質方面具有一定的相似性，被廣泛應用于藥物遞送、組織工程等生物醫(yī)學領域。針對這些對安全性和高效性的多重要求，目前研發(fā)了磁性水凝膠藥物載體和針對腫瘤細胞環(huán)境具有特異性識別的pH敏感性水凝膠。針對于生物組織的修復，還研發(fā)出了可注射水凝膠，可注射水凝膠還可以應用于局部給藥。

1.可注射水凝膠藥物載體減少對生物體的損傷

在本體凝膠的制備方面，可注射水凝膠是一種在加工過程中凝膠化的體系。在生物醫(yī)學領域， 注射凝膠作為植入材料具有填充不規(guī)則空間、原位3D裝載生物活性物質的能力，且能夠減小使用過程中對生物體的損傷。苯甲酰亞胺由氨和苯在相對溫和的條件下反應制備得到，它的化學鍵是一種動態(tài)結構，最早的時候我們就是采用苯甲酰亞胺來制備可注射水凝膠。含苯甲酰亞胺的可注射凝膠具有理想的3D包覆性能，已經(jīng)被用來進行藥物輸送研究。主要工作聚焦于抗腫瘤藥物輸送，即制備腫瘤內或腫瘤旁給藥途徑的抗腫瘤藥物制劑。

可注射水凝膠在凝固后可以提供穩(wěn)固的支架結構， 因此可用它作為藥物持續(xù)傳輸?shù)慕橘|，又因其組織相容性好、可塑性強，可長時間緩慢釋放溶劑中的細胞、藥物、細胞因子等物質從而達到治療MI的效果。心肌梗死 （myocardial infarction， MI）是指由冠狀動脈硬化和堵塞引起的局部心肌長期缺血，從而導致心肌彌漫性纖維化和壞死的不可逆病變。水凝膠凝固后，可通過氣孔向水凝膠內注射靶向混合物，這些混合物的快速洗脫可通過化學降解材料實現(xiàn)。心肌細胞成形術是應用水凝膠這個特性的治療方式之一。

2.磁性水凝膠藥物載體能有效控制藥物釋放

磁性水凝膠可以作為一類環(huán)境響應型藥物載體應用于癌癥治療領域，實現(xiàn)藥物的磁靶向輸送、磁響應性釋放及磁熱療等多種功能。磁性水凝膠是由磁性納米材料和水凝膠復合而成的一種具有無機/有機雜化結構的復合材料，具有生物相容性和生物降解性、磁響應性等特性。物理摻雜法因其簡單易操作的特點，是制備磁性水凝膠最常用的方法。這種方法是將預先配置好的磁性納米顆粒和水凝膠單體溶液按一定量的物質的量比混合，單體發(fā)生交聯(lián)時，會將磁性納米顆粒包裹在水凝膠的三維網(wǎng)狀結構當中。

與傳統(tǒng)藥物載體相比，磁性水凝膠具有特殊的磁學性質，因此作為藥物載體具有特殊的藥物釋放機理。根據(jù)文獻報道，基于磁性水凝膠藥物載體的藥物釋放機理主要分為兩類：ON/OFF開關模式和熱敏原理。ON/OFF開關模式是負載藥物的磁性水凝膠進入人體后，外加磁場處于“開”狀態(tài)，磁性水凝膠內的Fe3O4納米顆粒被磁化而相互吸引，使得水凝膠的體積減小，三維網(wǎng)狀結構壓縮，孔隙率減小，藥物束縛在網(wǎng)狀結構中降低藥物釋放率，從而減小藥物對人體正常部位的損害。當磁性水凝膠到達病變部位后，外加磁場處于“關”狀態(tài)，磁性水凝膠恢復到原來的狀態(tài)，藥物釋放率增大，達到治療所需的藥物濃度。

三、水凝膠廣泛應用于眾多領域

水凝膠有著廣泛的用途和優(yōu)點，它作為一種高分子藥物載體可以高效地將藥物輸送到靶向器官，很大程度上減小藥物的毒副作用對人體的傷害。水凝膠最簡單的應用就是紙尿褲和阻燃劑。一些動作電影中經(jīng)常會出現(xiàn)爆炸場景，演員經(jīng)常穿越火場，那么演員是如何避免受傷的呢？原來，他們的身上都涂有水和水凝膠的混合物，水被凝膠吸收后，就成為了不能被火穿透的保護層。水凝膠的一個重要應用領域就是眼科，尤其是應用于隱形眼鏡中。水凝膠作為一種高吸水高保水材料，被廣泛用于多種領域，如：干旱地區(qū)的抗旱，在化妝品中的面膜、退熱貼、鎮(zhèn)痛貼、農(nóng)用薄膜、建筑中的結露防止劑、調濕劑、石油化工中的堵水調劑，原油或成品油的脫水，在礦業(yè)中的抑塵劑，食品中的保鮮劑、增稠劑，醫(yī)療中的藥物載體等等。由于水凝膠優(yōu)良的各項性能和特殊的結構，科學界對水凝膠的研究逐漸深入，其用應用領域也越來越廣泛，不僅在醫(yī)用上有很大用途，在非醫(yī)用上也實現(xiàn)了很大突破，相信隨著研究的深入，水凝膠會在各個領域造福人類。

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