刺激响应聚合物自发现以来，研究者一直致力于药物载体方面的应用。温敏聚合物载体是依靠温敏聚合物负载药物的“药物中转站”，通过温度刺激发生相变来加载和释放药物，防止药物对人体组织产生毒性以及药物在体内的过早降解。

  温敏聚合物可分为低临界溶解温度（LCST）聚合物和高临界溶解温度（UCST）聚合物，其中具有UCST的聚合物载体由于在温度升高至UCST以上时迅速解离，使负载的药物完全释放，因此与 LCST 聚合物载体相比，UCST 聚合物是更有应用前途的药物载体。近期，华南理工大学贾永光在《Chem. Eng. J.》上发表了题为“Upper critical solution temperature polymeric drug carriers”的文章（DOI：10.1016/j.cej.2021.134354），首先按照结构介绍了具有潜在应用价值的UCST聚合物，继而将UCST聚合物载体按其形式分为UCST聚合物胶束、UCST聚合物表面及UCST聚合物凝胶（图1），全面综述了近五年来不同形式的UCST聚合物载体在疾病治疗方面的应用，最后对这一新兴药物递送系统的巨大应用潜力和仍存在的挑战提出了总结和展望。

图1. UCST聚合物胶束、表面和凝胶的药物释放过程。

UCST聚合物胶束

  UCST 聚合物在UCST以下由于亲疏水相互作用而自组装成胶束或聚集体，同时将疏水性药物包裹在内部。随着温度升高到 UCST 以上，胶束或聚集体表现出热响应而分解，从而使药物释放。研究表明，癌细胞的温度高于正常细胞，因而UCST聚合物胶束可能会选择性的在肿瘤组织释放药物。但体内温度波动大，在没有外界干预的情况下使药物完全释放是不容易实现的。在胶束中引入光热剂，如吲哚菁绿 (ICG)、碳菁染料（IR780），在激光、微波或射线的照射下由于光热转换而触发UCST聚合物载体的相变，进而实现按需可控的药物释放（图2）。由于有机光热剂在近红外光照射几分钟后容易被光漂白，失去光热转换作用，使药物不能完全释放。将无机光热剂引入UCST聚合物载体中，特别是CuS NPs不仅具有颗粒小、成本低、细胞毒性低、分散性好等优点，其高光热转化率可以达到杀死甚至消融癌细胞的效果，同时可用于 PA 成像以实时监测肿瘤大小、位置和转移。因此，UCST聚合物载体在协同光热治疗和化疗中具有广阔应用前景。

图2. NIR触发药物释放的UCST聚合物载体。

UCST聚合物表面

  将疏水性药物负载到胶束中会改变聚合物胶束的UCST，进而影响药物的完全释放。同时，聚合物的UCST通常随着聚合物浓度的降低而降低，从而导致药物过早释放。将 UCST 聚合物附着在一些无机材料的表面，构建 UCST 聚合物表面，不仅可以增强UCST聚合物载体的稳定性，还可以实现高药物包封率和按需药物控释。例如，介孔二氧化硅纳米粒子（MSN）具有多孔结构，内部为通道或连接孔隙的中空结构。药物可以封装在 MSN 内部，MSN表面的UCST聚合物充当药物受控释放的“门”（图3A）。这种结构可以负载更多的功能性分子并有效防止药物泄漏。微针（MNs）贴片是一种新型的透皮给药方式，将载药的UCST聚合物胶束注入MNs中制备NIR触发的药物释放MNs贴剂（图3B）。这种透皮给药系统为慢性疾病的临床治疗提供了可能，如糖尿病等需要自主控制药物释放的疾病。

图3. (A) 基于二氧化硅的UCST聚合物表面；(B) 基于UCST聚合物的微针贴片。

UCST聚合物凝胶

  UCST聚合物凝胶在UCST以上膨胀而不发生解离，因此比聚合物胶束更有利于药物的持续释放。此外，由于水凝胶的剪切变稀特性，在病变组织附近注射将提高治疗效果并减少对正常组织的副作用，有望用于局部给药系统。特别是尺寸与胶束类似的纳米凝胶，但其内部具有交联结构的三维网络，因此在温度高于UCST时仍然保持核壳结构，并且不受稀释的影响。这些可注射水凝胶可以同时封装更多的药物或其他功能分子，其丰富的药物供应和按需药物释放行为可以避免患者重复给药。

  文章第一作者为华南理工大学在读硕士生乐梦琪，导师为贾永光副研究员，通讯作者为华南理工大学贾永光和广东工业大学张华堂。 

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S138589472105926X?via%3Dihub

作者简介

  贾永光：华南理工大学材料科学与工程学院/国家人体组织功能重建工程技术研究中心副研究员，华南理工大学高层次引进人才，研究方向为生物医用高分子材料设计与超分子性能调控。目前在Prog. Mater. Sci.、Angew. Chem. Int. Ed.、Acta Biomater.、Macromolecules等著名期刊上发表论文60余篇，申请中国发明专利15件，其中8件获得授权，其研究成果入选国家自然科学基金委优秀成果。同时担任Adv. Funct. Mater.、Biomacromolecules等国际知名期刊审稿人；担任《材料研究与应用》青年编委，广东省材料研究学会青委会委员等学术兼职。

  张华堂：广东工业大学轻工化工学院副教授，硕士生导师，广东省珠江高层次人才计划-青年拔尖人才。主要围绕小分子有机荧光探针的设计及其生物识别应用展开研究。在Chemical Science, Biomaterial, Biosensors and Bioelectronics, Chemical Communication等重要期刊发表SCI论文三十多篇。主持承担国家自然科学基金项目2项。