壳聚糖基自愈性水凝胶的临床梦:小材料大惊喜
2012-12-04 来源:中国聚合物网
小材料大惊喜
时间回溯到2010年11月,一个遥远的设想此刻就真实地胶着在试管里。博士生张亚玲做了一个简单的实验,在室温且无任何外加催化剂的条件下,将壳聚糖溶液和两端带有苯甲醛基的功能化聚乙二醇溶液在试管里混合,不到1分钟,试管内就形成了水凝胶。课题组在分析其分子结构时,认为该水凝胶体系是由动态化学键构建的,猜想该水凝胶可能具有自愈性。为此,他们做了以下实验:将两块颜色不同的水凝胶粘在一起,中间打个9mm的孔。随着时间的推移,水凝胶上的“伤口”逐渐缩小且颜色相互渗透,2个小时后水凝胶完全愈合。
自愈性的壳聚糖水凝胶做出来了!
这种自愈性水凝胶能在生理条件下实现自愈合吗?在生物刺激条件下具有响应性吗?否则它的临床应用只能是纸上谈兵。为此,课题组将水、维生素B6、木瓜蛋白酶、溶菌酶等分别与其结合,试图找到壳聚糖水凝胶在不同生物刺激下的响应规律。张亚玲把水溶性染料作为药物模型加入水凝胶中,记录染料在不同生物刺激下的释放速率。实验结果表明在加入维生素B6和木瓜蛋白酶的条件下,水凝胶内的药物释放速度明显快于加入水或溶菌酶的对照组。课题组讨论认为,这一实验提供了两个信息:一是药物可以实现在生物刺激条件下的可控释放;二是溶菌酶在这个体系中对壳聚糖几乎没有降解作用。
“溶菌酶是一种蛋白,所以我们想到可以将壳聚糖基水凝胶作为一种蛋白药物的释放载体。”课题组成员介绍说。
在记录蛋白释放数据时,研究人员惊喜地发现溶菌酶不仅能够可控释放,而且释放前后酶的活性几乎不变,这证明了这种水凝胶不仅仅能作为小分子药物的释放载体,也能作为蛋白等生物大分子药物的释放载体。实验结果发表于2011年6月的Biomacromolecules (美国《生物大分子》杂志),并成为年度热读文章之一。
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