利用压电聚合物系统实现高效给药

文／陈根

慢性病的给药需要随着时间的推移优化药物剂量，以达到最佳的治疗效果。然而，传统的给药往往很难控制释放速度。更糟糕的是，还可能出现重复给药、体内非特异性生物分布、以及细胞毒性高等问题。

目前，大多数药物控释方法是将药物封装在可生物降解的气泡状容器中，随着时间的改变，这些容器会溶解以释放药物。但外壳的溶解速度会受到生物因素的影响，因此这种方法很难精确地确定释放时间。

近日，美国加州大学河滨分校（UC Riverside）的科学家们开发出了一种植入式的压电聚合物给药系统，其可在机械力的作用下，更精确、更稳定地控制药物的释放量。

科学家们采用了一种静电纺丝技术来制造P（VDF－TrFE）纳米纤维，通过静电纺丝技术在纳米尺度上构建材料，并优化纳米纤维的灵敏度，从而使药物递送系统能够对生理安全的机械力作出响应，同时对人体的日常活动不敏感。

另外，利用治疗性冲击波进行的一系列测试可以使其产生足够的电荷，将静电附着的模型药物分子释放到周围的凝胶中，研究人员可以通过改变施加的力和持续时间来调整药物释放量。

这种基于压电纳米纤维的给药系统能够按需局部输送药物分子，这对于癌症治疗等需要长期、反复给药的疾病非常有效。并且，这种纳米纤维结构表面积与体积更大，可以获得更大的载药量，从而比传统给药提供更长的作用时间。

此外，传统基于降解或扩散释放的给药系统往往初期显示出爆发释放，随后释放速率会降低；而基于压电系统的药物释放具有线性分布的特性，可以实现更精确的给药，且无需考虑植入时间的长短。

更为重要的是，尺寸更小、更灵敏的纳米纤维可以用于深层组织的植入，例如肌肉下方的骨骼附近，而不太敏感的更大尺寸纳米纤维可以用于皮下应用，以避免意外撞击造成的误激发。

该研究克服了传统药物管理和控释方法的局限性，未来，将有利于改善癌症及其它慢性疾病的治疗。