胡凱文

摘 要：藥物載體是指能夠改變藥物進(jìn)入人體的方式和在人體內(nèi)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(luò)結(jié)構(gòu)，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。可注射水凝膠藥物載體、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(duì)生物體的損傷，取得顯著療效。

關(guān)鍵詞：水凝膠; 藥物載體; 靶向給藥

中圖分類號(hào)：R943? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：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(luò)結(jié)構(gòu)，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(duì)人體的刺激

藥物載體，是指能改變藥物進(jìn)入人體的方式和在體內(nèi)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(shù)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(zhì)體等。

水凝膠（Hydrogel）是一類極為親水的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(guò)一定的化學(xué)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(lái)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(fù)合水凝膠。水凝膠表面蛋白和細(xì)胞黏附很小，含有大量水與充盈有大量水性液體的機(jī)體組織非常相似，柔軟、潤(rùn)濕的表面以及與組織的親和性大大減少了對(duì)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(jié)構(gòu)、性質(zhì)方面具有一定的相似性，被廣泛應(yīng)用于藥物遞送、組織工程等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。針對(duì)這些對(duì)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(duì)腫瘤細(xì)胞環(huán)境具有特異性識(shí)別的pH敏感性水凝膠。針對(duì)于生物組織的修復(fù)，還研發(fā)出了可注射水凝膠，可注射水凝膠還可以應(yīng)用于局部給藥。

1.可注射水凝膠藥物載體減少對(duì)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(guò)程中凝膠化的體系。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)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(zhì)的能力，且能夠減小使用過(guò)程中對(duì)生物體的損傷。苯甲酰亞胺由氨和苯在相對(duì)溫和的條件下反應(yīng)制備得到，它的化學(xué)鍵是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，最早的時(shí)候我們就是采用苯甲酰亞胺來(lái)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(lái)進(jìn)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(nèi)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(jié)構(gòu)， 因此可用它作為藥物持續(xù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)，又因其組織相容性好、可塑性強(qiáng)，可長(zhǎng)時(shí)間緩慢釋放溶劑中的細(xì)胞、藥物、細(xì)胞因子等物質(zhì)從而達(dá)到治療MI的效果。心肌梗死 （myocardial infarction， MI）是指由冠狀動(dòng)脈硬化和堵塞引起的局部心肌長(zhǎng)期缺血，從而導(dǎo)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(guò)氣孔向水凝膠內(nèi)注射靶向混合物，這些混合物的快速洗脫可通過(guò)化學(xué)降解材料實(shí)現(xiàn)。心肌細(xì)胞成形術(shù)是應(yīng)用水凝膠這個(gè)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(yīng)型藥物載體應(yīng)用于癌癥治療領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)藥物的磁靶向輸送、磁響應(yīng)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(fù)合而成的一種具有無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，具有生物相容性和生物降解性、磁響應(yīng)性等特性。物理?yè)诫s法因其簡(jiǎn)單易操作的特點(diǎn)，是制備磁性水凝膠最常用的方法。這種方法是將預(yù)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(zhì)的量比混合，單體發(fā)生交聯(lián)時(shí)，會(huì)將磁性納米顆粒包裹在水凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)當(dāng)中。

與傳統(tǒng)藥物載體相比，磁性水凝膠具有特殊的磁學(xué)性質(zhì)，因此作為藥物載體具有特殊的藥物釋放機(jī)理。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，基于磁性水凝膠藥物載體的藥物釋放機(jī)理主要分為兩類：ON/OFF開(kāi)關(guān)模式和熱敏原理。ON/OFF開(kāi)關(guān)模式是負(fù)載藥物的磁性水凝膠進(jìn)入人體后，外加磁場(chǎng)處于“開(kāi)”狀態(tài)，磁性水凝膠內(nèi)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(jié)構(gòu)壓縮，孔隙率減小，藥物束縛在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中降低藥物釋放率，從而減小藥物對(duì)人體正常部位的損害。當(dāng)磁性水凝膠到達(dá)病變部位后，外加磁場(chǎng)處于“關(guān)”狀態(tài)，磁性水凝膠恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，藥物釋放率增大，達(dá)到治療所需的藥物濃度。

三、水凝膠廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域

水凝膠有著廣泛的用途和優(yōu)點(diǎn)，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(duì)人體的傷害。水凝膠最簡(jiǎn)單的應(yīng)用就是紙尿褲和阻燃劑。一些動(dòng)作電影中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)爆炸場(chǎng)景，演員經(jīng)常穿越火場(chǎng)，那么演員是如何避免受傷的呢？原來(lái)，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(hù)層。水凝膠的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域就是眼科，尤其是應(yīng)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(lǐng)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(jié)露防止劑、調(diào)濕劑、石油化工中的堵水調(diào)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(xiàng)性能和特殊的結(jié)構(gòu)，科學(xué)界對(duì)水凝膠的研究逐漸深入，其用應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，不僅在醫(yī)用上有很大用途，在非醫(yī)用上也實(shí)現(xiàn)了很大突破，相信隨著研究的深入，水凝膠會(huì)在各個(gè)領(lǐng)域造福人類。

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