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      水凝膠與納米組合-外部刺激響應型水凝膠系列

      時間:2021-01-06 11:17:25       瀏覽:559

      西安瑞禧生物科技有限公司可供應多種水凝膠系列產品,如明膠水凝膠、溫水凝膠、多糖水凝膠、透明質酸水凝膠、葡聚糖水凝膠、共聚物水凝膠、MOFs水凝膠等,以及定制合成智能型、環境響應型、水凝膠載藥型、生物水凝膠等。

       

      水凝膠和納米顆粒結合,擴大在生物醫學領域的應用范圍。通過簡單靈活的選擇不同類別的納米材料/水凝膠,或調節納米顆粒-水凝膠的物化相互作用,可以獲得大大超出傳統水凝膠的性能。

       

       

       

      根據刺激的類型,可以分為內部刺激(即正?;蚧疾?/span>/受傷組織的特征)和外部刺激(即熱,光照,機械力,磁場或超聲波)。納米復合材料水凝膠的組裝方法也可以分為四種,即在納米顆粒存在下進行水凝膠交聯;在交聯的水凝膠模板中原位形成納米顆粒;納米顆粒通過向內擴散并入交聯的水凝膠中;作為水凝膠交聯劑的納米顆粒。以下介紹外部刺激響應納米復合水凝膠:

      1. 熱響應型

       

       

      該水凝膠可以在外部溫度升高時釋放其荷載的物質。這種混合平臺展示了高溫觸發的藥物輸送,以及能夠遠程控制從惰性、細胞相容性狀態切換到因按需化療藥物釋放而產生的高度細胞毒性狀態。

       

      2. 光響應型

       

       

      A)聚多巴胺納米顆粒作為聚乙二醇基水凝膠的交聯劑,負載抗腫瘤藥物SN38。這種混合平臺展示了按需脈沖式化療藥物的輸送,并極大地促進了體內腫瘤的減少。

       

      B)基于金納米顆粒和納米殼層在綠光和近紅外照射下的不同光熱活性的特定波長水凝膠致動器。

       

      C)含有上轉換納米粒子和可光激活細胞黏附基序的光響應性納米復合水凝膠可以按需黏附細胞并以時空可控的方式形成互聯的微血管網絡。

       

      3. 磁響應型

       

       

      A)在靜磁場的作用下,負載了消炎痛和SPIONs(超順磁性氧化鐵納米粒子)的普朗尼克水凝膠網絡由于SPIONs的運動以及水凝膠網絡的破壞而顯著增加了消炎痛的釋放。

       

      B)SPION通過將傳入的刺激轉換為局部散熱來對外部施加的交變磁場做出反應。通過引入熱敏生物材料,這種磁熱轉換效應可以被用來制造納米復合水凝膠,在交變磁場的作用下加熱并釋放被包裹的生物分子。

       

      4. 機械刺激響應型

       

       

      A) 拉伸觸發的生物活性物質從機械可變形水凝膠庫復合納米膠囊中遞送。藥物釋放隨著拉伸應變或循環次數的增加而增加,這被探索用于體外抗癌和抗微生物遞送以及通過胰島素遞送的體內糖尿病管理。

       

      B)機械變形膠束作為水凝膠交聯劑,用于按需壓縮響應型地塞米松的輸送。

       

      5. 超聲波響應型

      超聲波在醫學上已廣泛用于對內部組織成像,由于其安全性和非侵入性,允許對疾病進行診斷和治療。類似于其他外部刺激輸入,超聲波可用于遠程觸發按需藥物輸送,并能夠設計具有深層組織穿透的治療平臺。有研究基于離子交聯藻酸鹽基質的超聲響應納米復合水凝膠,該基質包含與骨形態發生蛋白-2結合的金納米粒子?;旌掀脚_可以以大圓盤形構建體和水凝膠微珠(直徑250um)的形式進行處理,與未受刺激的對照組相比,兩者在脈沖超聲刺激后均顯示出加速的納米粒子釋放,分別為6倍和10倍。

       

      另一項研究中,胰島素負載的聚(乳酸-羥基乙酸共聚物)納米膠囊被包封在以可給藥微凝膠形式加工的三聚磷酸交聯殼聚糖水凝膠基質中。這種混合平臺作為一個動態分層儲庫,胰島素被動地從納米膠囊中釋放出來,并暫時保留在基于水凝膠的基質中,然后在周期性超聲刺激下釋放出來。

       

      刺激響應納米復合水凝膠領域正在迅速興起,并在開發復雜的生物功能平臺方面建立了新的基準,這些平臺比常用的靜態平臺具有顯著優勢。如本文所概述的,由納米粒子和水凝膠結合產生的功能增益顯示了巨大的設計靈活性和獨特的機會來組裝具有奇異特征和增強的生物醫學性能的生物醫學裝置。

       

       

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