一種基於電場控制表面張力驅動的藥物可控釋放方法
2023-05-31 03:15:36 2
專利名稱：一種基於電場控制表面張力驅動的藥物可控釋放方法
技術領域：
本發明涉及一種基於電場控制表面張力驅動的藥物可控釋放方法。
背景技術：
隨著癌症等重大疾病逐漸成為威脅現代人生命、生活質量的重要因素，世界各國政府、科研人員及民間組織均投入了大量人力、財力用於攻克這一「絕症」。在各國科學家的努力下，針對癌症的藥物已經在各國臨床醫學前線上發揮了重大的作用，也起到了很好的效果。但僅僅有藥物是不足夠攻克癌症這一重大疾病的，由於現有藥物不僅對癌症起到強烈的殺傷作用，同時會殺死很多正常身體細胞。因此，無論放療還是化療，均對人體本身造成非常嚴重的副作用。為了克服這一難題，世界科學家都在藥物的可控釋放方面進行了大量的努力，希望能夠達到「藥物僅在並患處釋放、代謝，而在身體其他部位濃度大量降低」的效果，從而達到減緩副作用的目的。現今科學家嘗試通過在將藥物分子修飾在磁性顆粒表面，並在治療時，通過體外磁極將藥物顆粒引導至病患處，達到藥物靶向及可控釋放的作用。還有科學家通過在藥物分子上修飾抗原蛋白，通過抗原與癌細胞進行特異性免疫反應，使藥物在患處聚集達到可控釋放的目的。但是，這些方法均存在如下問題藥物只能隨著時間緩慢釋放。也就是說，藥物其實一直在不受控制的釋放，只不過比較高比例的藥物分子被固定在患處進行緩釋。因此，副作用只是被部分減輕了，從原理上不能避免副作用。
發明內容
本發明的目的在於提供一種基於電場控制表面張力驅動的藥物可控釋放方法，能夠很好地控制藥物的釋放。本發明提供的一種基於電場控制表面張力驅動的藥物可控釋放方法是使液體藥物帶上電荷，將帶電的液體藥物封裝成包覆有一層薄膜的藥物液滴；對包覆有一層薄膜的帶電藥物液滴施加一定電壓的電場，藥物液滴在電場的作用下被壓向壓靠物，從而將薄膜打開。優選地，所述帶電藥物的封裝方法包括如下步驟1)將親水性柔性薄膜置於由低粘附力的材料製成的基底的表面；2)對所述薄膜進行圖形化處理，使其成為多個小面積的單片薄膜；3)將待封裝的液體藥物噴灑於單片薄膜表面；4)液體藥物在單片薄膜的表面聚成藥物液滴，所述單片薄膜通過表面張力將液滴包覆起來。優選地，所述薄膜由二氧化矽或者聚二甲基矽氧烷(PDMS)材料製成。本發明通過對帶電的且包覆有一層薄膜的藥物液滴施加外加電場，當外加電場足夠大時，藥物包覆的薄膜將會被撐開，從而釋放藥物，實現電場控制下的藥物的可控釋放。
圖Ia e為本發明藥物液滴的包覆過程示意圖；圖加、13為本發明可控釋放的過程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。本發明原理是通過將帶電液滴包覆後，在液滴周圍施加電場，那麼藥物液滴將會在電場作用下打開薄膜的包覆。如果液滴中包含藥物成分，那麼將可以實現藥物的完全可控釋放，即在電場處完全釋放藥物，而在沒有電場處藥物被封裝材料完好包覆。具體如下首先，對帶電液體藥物進行封裝，封裝可以採用如下的方式將用於包覆液體藥物的親水性柔性薄膜1 (如已經製備完成的二氧化矽薄膜或者聚二甲基矽氧烷PDMS材料)放置在由低粘附力的材料(如超疏水材料)製成的基底2的表面，如圖la、b所示。基底2對薄膜1具有較低的粘附力。這裡的低粘附力是指低於......然後，對薄膜1進行圖形化，使之成為很多面積很小的單片的自由薄膜3，如圖Ic 所示。之後，通過噴霧的方式將藥物噴附在自由薄膜3的表面，藥物在自由薄膜3的表面聚集形成藥物液滴4，如圖Id所示。這樣已經被圖形化好的自由薄膜3就會在表面張力的作用下自發的對藥物液滴4 進行包覆，並形成包覆有自由薄膜3的藥物液滴4，如圖Ie所示。最後，只需要進行簡單收集，就可以獲得被自由薄膜3封裝好的藥物。封裝好的藥物由於藥物液滴4表面張力的作用，用於包覆藥物液滴的自由薄膜3 將會自發的包覆並且維持包覆液滴的狀態。由於常用的藥物都是大分子化合物，而當溶液 PH值在大分子等電點之下時，藥物分子會帶正電；而當PH值在等電點之上時，藥物分子會帶負電。也就是說，通過調整藥物溶液的PH值，可以使藥物分子帶電，即形成帶電分子。然後，將包覆好自由薄膜3的藥物置於外加電場的作用下，如圖h、b所示，當藥物液滴帶電分子帶正電，外加電場6方向向下時，藥物分子將會向基底5方面運動，並擠壓藥物包覆自由薄膜3。當外加電場6足夠大時，藥物包覆自由薄膜3將會被撐開，從而釋放藥物，實現電場控制下的藥物的可控釋放。當在人體中時，基體5就相對於人體的組織。由於在整個系統中，只需要施加外加電場就可以實現對於藥物顆粒的釋放，而只要無擊穿電流產生，即使再強的外加電場對於人類的生存也是無害的。因此這種通過外加電場控制液滴表面張力致使藥物顆粒釋放藥物的方式對於人體是完全無害的。外加電場可以通過在人體患處植入或者外加電極的方式引入，而無論是植入電極的方式或者體外局部施加電場的方式都是先有的成熟臨床技術，因此本發明的可控釋放方法能夠很好地應用到臨床使用中。
權利要求
1.一種基於電場控制表面張力驅動的藥物可控釋放方法，該方法是使液體藥物帶上電荷，將帶電的液體藥物封裝成包覆有一層薄膜的藥物液滴； 對包覆有一層薄膜的帶電藥物液滴施加一定電壓的電場，藥物液滴在電場的作用下被壓向壓靠物，從而將薄膜打開。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述帶電藥物的封裝方法包括如下步驟1)將親水性柔性薄膜置於由低粘附力的材料製成的基底的表面；2)對所述薄膜進行圖形化處理，使其成為多個小面積的單片薄膜；3)將待封裝的液體藥物噴灑於單片薄膜表面；4)液體藥物在單片薄膜的表面聚成藥物液滴，所述單片薄膜通過表面張力將液滴包覆起來。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述薄膜由二氧化矽或者聚二甲基矽氧烷(PDMS)材料製成。
全文摘要
本發明公開了一種基於電場控制表面張力驅動的藥物可控釋放方法，該方法是使液體藥物帶上電荷，將帶電的液體藥物封裝成包覆有一層薄膜的藥物液滴；對包覆有一層薄膜的帶電藥物液滴施加一定電壓的電場，藥物液滴在電場的作用下被壓向壓靠物，從而將薄膜打開。本發明通過對帶電的且包覆有一層薄膜的藥物液滴施加外加電場，當外加電場足夠大時，藥物包覆的薄膜將會被撐開，從而釋放藥物，實現電場控制下的藥物的可控釋放。
文檔編號A61M37/00GK102553065SQ20111034224
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者王子千, 趙亞溥 申請人:中國科學院力學研究所