环境情报快速感应型靶向式控制释放微囊

摘要

一种环境情报快速感应型靶向式控制释放微囊,由多孔微囊膜、囊膜上各孔中所设置的环境情报感应型开关阀门和位于囊膜内的环境情报感应型微粒组成,环境情报感应型开关阀门与环境情报感应型微粒分别由环境情报感应性截然相反的高分子凝胶材料制作。此种微囊可象智能微型泵一样工作,在特定的环境下,开关阀门体积收缩而膜孔开启、微粒体积膨胀而产生强大推动力将药物“泵出”,当环境改变时,则可使开关阀门体积膨胀而关闭膜孔、微粒体积缩小而消失对药物的推动力,与现有技术相比,有效地提高了药物的感应释放速度。

说明书

一、技术领域

本发明属于药物控制释放技术领域，特别涉及一种将药物直接送达体内病变部位的载体。

二、背景技术

将药物直接送达体内病变部位，以获得最佳治疗效果而对其他部位不产生任何毒副作用是药物治疗所追求的目标，实现该目标的技术体系被称为药物送达系统(DrugDelivery System，简称DDS)。关于药物送达系统，引起了人们广泛的关注，国内外研究者颇多，尤其是智能化靶向式药物控制释放系统，更是研究热点。所谓智能化靶向式药物控制释放系统，是利用一种载体送药，该载体可根据周围环境情报的变化或人工刺激在特定的部位、特定的时间、以特定的速度将所载的药物释放。美国、日本等国的研究者虽然在智能化药物控制释放系统的研究方面取得了许多基础性成果，但迄今为止尚未解决送药载体对环境情报的快速感知和迅即应答速度问题，原因是目前研究的这类系统中的载体，其药物释放机理均是以浓度差作为推动力使药物扩散，因而药物释放速度受药物扩散速度限制，尚不能很好地满足快速应答要求。

褚良银等人研究出了一种环境情报感应型微囊系统[见《Journal of MembraneScience》192(2001)，27-39]，该系统中的送药载体由多孔微囊膜和囊膜上各孔中所设置的环境情报感应型开关阀门构成，此种送药载体虽然感应速度有较大提高，但其药物释放机理仍然以浓度差为推动力，没有从根本上解决智能化药物控制释放系统所需的快速感应速度问题。

三、发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种环境情报感应型靶向式控制释放微囊，此种微囊在特定环境下能快速开启或关闭微囊膜上的孔，快速将微囊内的药物按要求释放。

本发明的技术方案是：根据泵的原理，在微囊内设置环境情报感应型微粒作为泵元素，该环境情报感应型微粒与囊膜上各孔中所设置的环境情报感应型开关阀门分别由环境情报感应性截然相反的高分子凝胶材料制作。在特定的环境下，环境情报感应型微粒的体积膨胀，环境情报感应型开关阀门的体积则收缩，反之亦然。由于环境情报感应型微粒的体积变化与环境情报感应型开关阀门的体积变化正好相反，因而此种微囊可象智能微型泵一样工作。在特定的环境下，开关阀门体积收缩而膜孔开启，微粒体积膨胀而产生强大推动力将药物“泵出”；当改变环境时，则可使开关阀门体积膨胀而关闭膜孔，微粒体积缩小而消失对药物的推动力。

为了适应不同病变部位的送药需要，本发明中的环境情报感应型开关阀门与环境情报感应型微粒可为温度感应型或pH值感应型或离子强度感应型或电场感应型或溶剂成份感应型或环境分子认识型，即环境情报可以是温度或pH值或离子强度或电场强度或溶剂成分或环境分子。通过上述环境情报的改变即可控制微囊工作，完成药物送达。

本发明中，制作环境情报感应型开关阀门和环境情报感应型微粒的高分子凝胶材料可以是正感应性材料，也可以是负感应性材料。以环境情报是温度为例：正感应性材料在温度超过其低临界溶解温度(＜CST)时，体积快速膨胀；负感应性材料在温度超过其低临界溶解温度时，体积急剧收缩。

本发明由于在微囊内设置了环境情报感应型微粒，因而从根本上改变了药物传送的推动力，有效提高了智能化药物控制释放系统的感知和应答速度。

四、附图说明

图1是本发明提供的环境情报快速感应型靶向式控制释放微囊的一种结构图，该微囊处于药物非释放状态；

图2是图1中的微囊处于药物释放状态的结构图；

图3是高分子凝胶材料的正负感应性示意图。

五、具体实施方式

实施例1：

本实施例中的环境情报快速感应型靶向式控制释放微囊的结构如图1、图2所示，由多孔微囊膜1、囊膜上各孔中所设置的环境情报感应型开关阀门2和位于囊膜内的环境情报感应型微粒3组成。环境情报感应型开关阀门2和环境情报感应型微粒3分别选用聚异丙基丙烯酰胺凝胶(PNIPAM)或聚丙烯酸/聚丙烯酰胺互穿网络凝胶(PAA/PAAM IPN)制作。上述两种凝胶为温度感应型材料，其中，聚异丙基丙烯酰胺凝胶为负感温性材料，当环境温度超过其低临界溶解温度时，其材料体积急剧收缩，聚丙烯酸/聚丙烯酰胺互穿网络凝胶为正感温性材料，当环境温度超过该材料的低临界溶解温度时，材料体积则迅速膨胀，利用这样一对对环境情报感应性正好相反的智能凝胶材料分别作为开关阀门2和微粒3的制作材料，便可以实现微囊感应释放速度的提高。

本实施例中的制备工艺如下：

(1)采用聚丙烯酸/聚丙烯酰胺互穿网络凝胶制备微粒3，该微粒可以是微米级或亚微米级或纳米级尺寸。

(2)采用膜乳化法并用类似于W/O/W[(water-in-oil)-in-water]乳液制备方式，将已制备合成好的微粒3置入乳液液滴内部。

(3)采用界面聚合法制备多孔微囊膜1，并同时将微粒3封在微囊内，该微粒在微囊内处于自由态。

(4)采用聚异丙基丙烯酰胺凝胶作为开关阀门2材料，用等离子体诱导接枝聚合法将开关阀门2接枝于囊膜上的各孔中。

本实施例还可以采用聚异丙基丙烯酰胺凝胶作为微粒3的材料，采用聚丙烯酸/聚丙烯酰胺互穿网络凝胶作为开关阀门2的材料。

实施例2：

本实施例中的环境情报快速感应型靶向式控制释放微囊的结构同实施例1，制备工艺也同实施例1。与实施例1不同之处是环境情报感应型开关阀门2选用含-SO₃H基或-COOH基的离子凝胶制作，环境情报感应型微粒3选用含-NH₂基的离子凝胶制作。上述两种凝胶为pH感应型材料，其中含-SO₃H基或-COOH基的离子凝胶为正感应性材料，含-NH₂基的离子凝胶为负感应性材料。

本实施例中，还可以采用含-SO₃H基或-COOH基的离子凝胶作为微粒3的材料，含-NH₂基的离子凝胶作为开关阀门2的材料。