一种新型的“智能”变形聚合物可以塑造心脏瓣膜和其他医疗设备的未来。与现有用于执行生物医学功能的现有扩展 /收缩材料相比，由Hans-Jorg Schneider教授及其团队开发的化学力学聚合物具有大大改善的功能，并且可以用于诸如执行器，植入物，植入物，植入物，植入物，植入物，，植入物，，，植入物，，植入物，，植入物，，，植入物，，植入物，，植入物，，植入物，，，植入物，，植入，亚博网站下载药物释放系统和药物筛查。 药物输送系统目前可用的药物输送系统这些类型的医疗植入亚博网站下载物和系统中使用的先前材料依赖于两种方法之一。被动递送系统使用环糊精作为容器或宿主分子，以仅允许使用一个变量（例如时间）来释放“被困”药物。第二种方法依赖于在异常条件下的信号接收，例如pH的变化，或类药物（例如金属离子或代谢药物）的异常浓度。然后将这些信号传输到由植入电池提供动力的其他机电设备。 自动药物输送系统施耐德开发的聚合物水凝胶的重大突破是它们可以自动运行，而无需其他传感器，传感器，开关或泵。至关重要的是，与现有技术相比，它们也没有额外的电源运行。使用聚合物的应用程序由于缺乏运动部件而被简化，这意味着更容易维护和更健壮的系统的开发。它还允许微型化，包括用作药物上的薄膜涂料。 化学力学聚合物药物熟食ERY系统自动药物输送系统的工作方式Schneider使用的原理取决于化学识别位点在聚合物中的实施，对不同化合物或pH水平的这种直接响应已实现。当植入物周围的溶液中发生变化（例如pH或化合物浓度的改变）时，聚合物可以自动打开其门以摄取（或释放）从周围水溶液（或进入）配体的配体。这具有肿胀或收缩聚合物的作用。聚合物以与天然血管或肌肉相似的方式执行，因为它们可以通过超分子复合物的选择性形成进行宏观的可逆运动。可以将不同的受体应用于聚合物以对其进行编程以应对不同化学物质的改变。 施耐德说：“该系统有选择地应对特定化合物的存在或不存在的主要原则是完全新颖的。”“在化学诱导的药物释放系统的领域中，已经报道了pH依赖性系统，但是我们的聚合物在生理pH值上下显示了pH值的机械作用。” 化学机械聚合物对变化的反应速度这些维度变化是完全可逆的，相对较快。在暴露于5'-Onophophate（APM）的化合物腺苷（APM）后仅几分钟，图1就看到了50％的膨胀，但施耐德预计将来可以实现更快的膨胀速度。
|
图1。与0.05亿磷酸钠缓冲液相比，在pH 6.8时，化学力学聚合物的膨胀因子是时间的函数，响应于不同浓度的5'单磷酸腺苷。 |
化学力学聚合物如何改变形状
当pH变化时，聚合物会变化。当带正电荷的氮原子在链中和周围彼此排斥时，它会导致聚合物膨胀。在高pH值下，胺断裂，形成延伸的链，并具有较少的氢键相互作用，从而导致材料扩展。
|
图2。化学力学聚合物的扩展是改变pH的函数。 |
化学力学聚合物的合成通过将聚合物的一种形式与二乙烯甲胺和长链烷基胺反应（甲基丙烯酸甲酯）合成。施耐德说：“我们选择了这种柔性聚合物的混合物，因为它使我们能够引入许多不同的受体功能，从而使我们能够将原理用于各种化合物。”最近已证明肽在低于毫米型浓度的情况下会产生相当大的尺寸变化。 申请心血管植入物有希望的应用包括形成执行器，例如阀门和聚合物的开关，可用作血管的植入物。可以使用内源性化学刺激对照再次扩大或缩小血管来调节血流。瓣膜要么植入血心血管中，也可以形成人造肌肉植入物。 药物筛查也可以使用悬臂型传感器阵列系统中的化学机械聚合物来支持组合库和天然化合物池的药物筛查。 药物释放系统但是，最令人鼓舞的领域以及施耐德（Schneider）希望首先进入市场的应用是药物释放系统。在涂有化学力学聚合物的微囊内包含的药物可以通过在恶性组织或血液中的物质（例如在肿瘤组织中或pH值差异）释放出外部刺激。本金也可以逆转以去除体内的有毒化合物。 概括那么这些智能材料的下一步是什么？亚博网站下载在他们在肽方面的成功之后，该团队打算使用天然壳聚糖网络进一步开发聚合物。在开发药物释放产品后，用于药物筛查的传感器系统将在商业开发中排名下一条。 |