[發(fā)明專利]聚焦超聲同步控制形狀記憶載藥聚合物的形狀記憶及藥物釋放的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110166492.8
• 申請日: 2011-06-21
• 公開（公告）號: CN102319486A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏和生;費(fèi)國霞;李果;韓建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: A61N7/02
• 分類號: A61N7/02;A61K47/32;A61K47/34
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 鄧?yán)^軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于形狀記憶及藥物釋放領(lǐng)域，涉及一種新型的利用超聲刺激實(shí)現(xiàn)可控的形狀記憶載藥聚合物材料形狀記憶及藥物釋放的方法。?

背景技術(shù)

形狀記憶材料是指能夠感知環(huán)境變化，并響應(yīng)這種變化，恢復(fù)到預(yù)先設(shè)定形狀的材料。形狀記憶材料包括形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷和形狀記憶聚合物。其中，形狀記憶聚合物(Shape?Memory?Polymer，簡稱SMP)具有可恢復(fù)形變量大、記憶效應(yīng)顯著，加工成型容易、使用面廣、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于智能纖維、熱縮管以及人體內(nèi)置材料領(lǐng)域。目前研究的最多的形狀記憶聚合物是熱致型形狀記憶聚合物，將溫度升高到材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或熔融溫度以上對其進(jìn)行形狀設(shè)計(jì)，溫度降低后固定材料的臨時(shí)形狀，應(yīng)用時(shí)，升高材料溫度使其形狀回復(fù)。形狀記憶材料可以通過熱液體流、熱氣流、輻照、電場或交變磁場等外界刺激手段來實(shí)現(xiàn)，這些刺激手段拓寬了形狀記憶材料的應(yīng)用領(lǐng)域，但在更多的實(shí)際情況下，如微創(chuàng)介入醫(yī)療器件等，需要尋找新的刺激手段控制形狀記憶過程。?

超聲波是一種機(jī)械振動(dòng)波，頻率為2×10⁴-10⁷Hz。超聲波分為低頻超聲和高頻超聲，低頻超聲空化閥值低，波長較長，難以聚焦，可以用于清洗、焊接、細(xì)胞瓦解、體外碎石、聲化學(xué)反應(yīng)。高頻超聲空化閥值高，波長較短，聚焦容易，可以用于媒介探測(工業(yè)超聲檢測、醫(yī)學(xué)B超等)、按摩治療、腫瘤治療等。高頻超聲容易聚焦，可過特殊聚焦換能器將超聲波聲能聚焦于特定位置，形成高能量超聲焦域，在焦域內(nèi)瞬間可達(dá)到高溫，并產(chǎn)生空化、機(jī)械剪切作用等，導(dǎo)致一系列物理、化學(xué)和生物學(xué)效應(yīng)，而對焦域外的地方無顯著影響。高強(qiáng)度聚焦超聲具有良好的穿透性、定位性和能量沉積性。在醫(yī)學(xué)上，聚焦超聲治療是一種非侵入治療的新技術(shù)，即無需手術(shù)切開情況下，將體外發(fā)射的超聲波透過表面組織，在體內(nèi)組織內(nèi)聚焦產(chǎn)生效應(yīng)。聚焦超聲已經(jīng)在臨床上用于腫瘤消融、殺死癌細(xì)胞等。?

本發(fā)明將聚焦超聲波作為同時(shí)觸發(fā)形狀記憶和藥物釋放聚合物材料的刺激方式，將聚焦超聲作用于聚合物材料時(shí)對聚合物有顯著的選擇性熱效應(yīng)，即當(dāng)聚合物材料置于水、生物組織、血液介質(zhì)時(shí)，處于聚焦超聲波焦域的聚合物會(huì)瞬間被超聲波加熱至一定溫度，而周圍的水、生物組織、血液介質(zhì)環(huán)境的溫度卻無顯著變化。這一效應(yīng)被我們應(yīng)用于間接加?熱形狀記憶聚合物，使其形變回復(fù)。同時(shí)超聲還可通過機(jī)械振動(dòng)、空化、加熱等共同作用于聚合物，提高聚合物鏈的運(yùn)動(dòng)能力、提高藥物的擴(kuò)散速率，對載藥的形狀記憶聚合物產(chǎn)生控釋作用。本發(fā)明利用以上原理，通過調(diào)節(jié)聚焦超聲系統(tǒng)時(shí)間、功率、頻率、介質(zhì)種類等參數(shù)控制載藥形狀記憶高分子材料的形狀回復(fù)，同時(shí)控制所載藥物的定時(shí)、定量、定位釋放。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種聚焦超聲同步控制形狀記憶載藥聚合物的形狀記憶及藥物釋放的方法，其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)并制備具有形狀記憶性能的載藥聚合物，通過超聲輻照同時(shí)實(shí)現(xiàn)聚焦超聲的定位形狀回復(fù)及藥物釋放功能。?

本發(fā)明是通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料分?jǐn)?shù)除特定說明外，均為重量份數(shù)：?

聚焦超聲同步控制形狀記憶載藥聚合物的形狀記憶及藥物釋放的方法，其特征在于：該方法制備形狀記憶載藥聚合物，在其形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度以上通過拉伸、壓縮和彎曲方式根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)并產(chǎn)生各種形變，然后降溫至其形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度以下使臨時(shí)形狀固定；信號發(fā)生器發(fā)出一個(gè)電子信號，由功率放大器轉(zhuǎn)變?yōu)槌暡ㄐ盘枺ㄟ^聚焦超聲換能器產(chǎn)生一定頻率和強(qiáng)度的超聲波，通過介質(zhì)傳導(dǎo)聚焦于形狀記憶載藥聚合物的形變部位，在聚焦超聲波的刺激下，形狀記憶載藥聚合物回復(fù)其永久形狀，同時(shí)釋放包埋藥物；通過聚焦超聲時(shí)間、功率、頻率、焦距、焦域、聲強(qiáng)和傳播介質(zhì)來控制形狀記憶載藥聚合物形變回復(fù)速度和包埋藥物的定時(shí)、定量、定位釋放。?

該形狀記憶載藥聚合物由以下組分組成：?

(A)形狀記憶聚合物100份；?

其形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度為Tz，35℃≤Tz≤85℃。?

(B)藥物0.1～80份。?

形狀記憶載藥聚合物的聚合物基體為聚降冰片烯、聚氧化乙烯、聚苯乙烯-丁二烯共聚物、反式聚異戊二烯、聚乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚乙二酸乙二醇酯、交聯(lián)聚乙烯、聚甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯類共聚物、聚氨酯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、尼龍、聚乳酸-己內(nèi)酯共聚物或聚乙烯醇中的任一種。?

形狀記憶載藥聚合物的藥物為商品化藥物或鈣、鎂、鉀、銅金屬鹽類藥物中的任一種；藥物通過加工、溶液浸泡或原位聚合的方法溶解或分散在聚合物基體中。?

形狀記憶載藥聚合物的制備方法為：?