[發(fā)明專利]一種用于藥物可控釋放和監(jiān)測的智能復合材料

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• 申請日: 2020-02-16
• 公開（公告）號: CN111317823A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 吳朝陽;李麗;劉文釗
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: A61K47/32
• 分類號: A61K47/32;A61K38/38;C08F220/54;C08F220/06;C08F222/38
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本發(fā)明提供了一種用于藥物可控釋放和監(jiān)測的智能材料，該材料的合成包括軟聚N?異丙基丙烯酰胺?丙烯酸粒子的制備，軟球晶體陣列和微凝膠膠體陣列膜的制備，以及微凝膠膠體陣列膜負載牛血清白蛋白實驗，以及制備的智能復合材料應用于牛血清白蛋白的可控釋放和監(jiān)控。本發(fā)明所制備的智能復合材料利用軟球的溫敏性控制藥物釋放，并且自組裝成有序結構的能力，從而通過結構色的改變或者衍射峰的改變用于藥物的可控釋放和監(jiān)測，成功地解決了傳統(tǒng)藥物監(jiān)測方法基于儀器操作以及過程復雜的缺點，實現(xiàn)了對藥物可控釋放以及實時監(jiān)控的要求，滿足了實際應用中對于藥物監(jiān)測簡單易行的要求。

技術領域

本發(fā)明屬于光子晶體技術領域，尤其是涉及一種同時用于藥物可控釋放和監(jiān)測的智能復合材料。

背景技術

將納米藥物從實驗室開發(fā)到臨床使用都需要具有生物相容性，無毒的基質用于藥物的輸送。藥物載體中常見的納米粒子，譬如說量子點和碳納米管對人體可能有毒性。并且藥物分子傳輸過程中存在水溶性較差，穩(wěn)定性差，以及選擇性性不佳等缺陷。迫切需要尋找一種能夠可控釋放藥物的載體有效解決這些問題。

由于其具有良好的生物相容性和對外界刺激(pH值、溫度等)的響應性比水凝膠要快，微凝膠已經(jīng)被廣泛作為生物傳感材料和藥物傳遞載體。依據(jù)它的溫敏性，聚N-異丙基丙烯酰胺微凝膠是目前研究控制藥物釋放最多的微凝膠之一。溫度低于LCST時，聚N-異丙基丙烯酰胺微凝膠具有親水性使其膨脹透明；溫度高于LCST時，聚N-異丙基丙烯酰胺出現(xiàn)相分離并且收縮。同時聚N-異丙基丙烯酰胺微凝膠最常見的藥物釋放模式是被動擴散，因此在室溫下靶向藥物可以通過介質和微凝膠之間的滲透壓被負載。通過引入軟的聚N-異丙基丙烯酰胺 -丙烯酸粒子并穩(wěn)定其膠體晶體陣列，不同于傳統(tǒng)的溫敏性光子水凝膠材料，微凝膠折射率的增加將增強材料的結構色。得益于軟球的溫敏性，當溫度高于LCST時微凝膠的收縮將導致藥物從表面和內部被“擠出”；其次粒子的收縮會導致膠體粒子折射率的增加和晶格常數(shù)的降低，從而導致波長的藍移和衍射強度增加。合成材料的結構色基于上述協(xié)同效應，可以由溫度控制釋放程度并且可通過結構色改變監(jiān)控藥物釋放程度。此外，由于微凝膠親水基與疏水基的可逆轉化，這種智能材料在藥物可控釋放，動態(tài)顯示傳感器等監(jiān)測領域具有廣闊的應用前景。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種用于藥物可控釋放和監(jiān)測的智能復合材料，以發(fā)展一種具有藥物負載以及可控釋放功能并且能夠實時監(jiān)控藥物釋放程度的智能復合材料，解決了傳統(tǒng)具有藥物負載和釋放功能的材料不能簡便觀察藥物釋放程度的需求。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術需求是這樣實現(xiàn)的：

一種用于藥物可控釋放和監(jiān)測的智能復合材料，所述智能材料的合成包括以下步驟：

(1)軟聚N-異丙基丙烯酰胺-丙烯酸粒子的制備步驟：

100mL超純水加入到250mL三頸圓底燒瓶中，依次加入1-10g N-異丙基丙烯酰胺，0.01-0.1g的亞甲基雙丙烯酰胺、10μL-1mL丙烯酸和0.05-0.5g十二烷基硫酸鈉。機械攪拌器過程中用氮氣吹掃混合物30min。當混合物加熱至60-80℃，將質量分數(shù)為1％-10％的過硫酸鉀的水溶液加入其中，持續(xù)加熱攪拌6h。得到的產物透析純化至少2w，純化的微凝膠凍干并保存以備將來使用。

(2)軟球晶體陣列和微凝膠膠體陣列膜的制備：

將凍干的聚N-異丙基丙烯酰胺-丙烯酸溶解于超純水中，配制成質量分數(shù)為1-10wt％溶液并作為儲備溶液。在上述溶液中加入0.008-0.02g丙烯酰胺、0.001-0.01g亞甲基雙丙烯酰胺和體積分數(shù)為5-25wt％的光引發(fā)劑，溶解后將混合物全部注入夾層結構中，夾層結構中的兩個載玻片被4層封口膜隔開，同時固定住載玻片。樣品在15℃中放置至少2h，直到出現(xiàn)明亮的結構色，即已形成高度有序的結構。

(3)微凝膠膠體陣列膜的負載牛血清白蛋白實驗：