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。由Hans-Jorg Schneider教授和他的德国萨尔州大学团队开发的化学机械聚合物，与用于执行生物医学功能的现有扩展/承包材料相比，功能齐全，可用于执行器，植入物等应用中，欧洲杯足球竞彩药物释放系统和药物筛选。 药物输送系统目前可用的药物交付系统这些类型的医疗植入欧洲杯足球竞彩物和系统中使用的以前的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，以释放“被困”的药物，只有一个变量，例如时间。第二种方法依赖于在异常条件下的信号接收，例如pH的变化或不寻常的物质浓度，例如金属离子或代谢药物。然后将这些信号传递到由植入电池供电的附加机电装置。 自动给药系统施耐德开发的聚合物水凝胶的一大突破是，它们完全自动操作，不需要额外的传感器、传感器、开关或泵。关键的是，与现有技术相比，它们也不需要额外的电源。由于没有运动部件，聚合物的应用变得简单，这意味着维护更容易，开发出更健壮的系统。它还允许微型化，包括用作药物薄膜涂层。 化学机械聚合物药物混合ery systems.自动给药系统是如何工作的通过施耐德使用基本的原理来实现对不同化合物或pH水平的直接响应，该原理在聚合物中实施化学识别位点。当在植入物周围的溶液中发生变化（如pH或化合物或化合物浓度的变化）时，聚合物可以自动打开其栅极以从（或进入）周围水溶液的吸收（或释放）配体。这具有溶胀或收缩聚合物的效果。聚合物以与自然血管或肌肉类似的方式进行，因为它们可以通过选择性形成超分子复合物的宏观，可逆运动。可以将不同的受体施加到聚合物上，以便将其响应不同化学品中的改变。 “系统的主要原则是对特定化合物的存在或不存在的影响是完全新颖的，”施耐德说。'在化学诱导的药物释放系统中，已经报道了pH依赖性系统，但是我们的聚合物显示在PH值上方和低于生理pH值的pH值下的机械效应。 化学机械聚合物对变化的反应有多快这些尺寸变化是完全可逆的，而且相对较快。在暴露于化合物5 ' -单磷酸腺苷(APM)后仅几分钟内就可以看到50%的膨胀，如图1所示，但施耐德预计，未来可以实现更快的膨胀速度。
|
图1所示。与0.05M磷酸钠缓冲液相比，在pH 6.8时，化学机械聚合物对不同浓度的5 ' -单磷酸腺苷的膨胀系数随时间的变化。 |
化学机械聚合物是如何改变形状的
聚合物的形状随着pH值的变化而变化，如图2所示，因为在中性pH值(7.0)下，聚合物中的多胺只部分展开，因此比在较低pH值下更紧密地排列。当带正电的氮原子在链内和链周围相互排斥时，就会导致聚合物膨胀。在高pH值下，胺会断裂，形成氢键作用较少的延伸链，导致材料膨胀。
|
图2。化学机械聚合物的膨胀随pH变化的函数。 |
化学机械聚合物的合成通过将聚（甲基丙烯酸甲酯）与二亚乙基三胺和长链烷基胺反应来合成一种形式的聚合物。“我们选择了这种柔性聚合物的混合，因为它允许我们引入许多不同的受体功能，使我们能够利用各种各样的化合物原理，”施耐德说。最近已被证明肽在低于毫米浓度的浓度下产生大量的尺寸变化。 应用程序心血管植入物有前景的应用包括用聚合物形成阀门和开关等执行器，可用于血管植入。血管可以变宽或变窄来调节血流，同样使用内源性化学刺激控制。这些瓣膜要么被植入心脏血管，要么被植入人造肌肉。 药物筛选在组合图书馆和天然化合物池中的药物筛选也可以在悬臂式传感器阵列系统中使用化学机械聚合物来支持。 药物释放系统但最令人鼓舞的领域，也是施耐德预计将首先进入市场的应用，是药物释放系统。被化学机械聚合物包裹的微胶囊中含有的药物，可以通过外部刺激释放出来，释放出来的物质可能是恶性组织或血液中的物质，比如肿瘤组织，或者ph值的差异。原理也可以被逆转，从体内清除有毒化合物。 总结那么这些智能材料的接下来是什么？欧洲杯足球竞彩伴随着肽成功后，该团队打算使用天然壳聚糖网络进一步开发聚合物。制定了药物释放产品后，用于药物筛选的传感器系统是符合商业剥削的下一代。 |