專利名稱：一種基于電場控制表面張力驅(qū)動的藥物可控釋放方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于電場控制表面張力驅(qū)動的藥物可控釋放方法。
背景技術(shù)：
隨著癌癥等重大疾病逐漸成為威脅現(xiàn)代人生命、生活質(zhì)量的重要因素，世界各國政府、科研人員及民間組織均投入了大量人力、財力用于攻克這一“絕癥”。在各國科學(xué)家的努力下，針對癌癥的藥物已經(jīng)在各國臨床醫(yī)學(xué)前線上發(fā)揮了重大的作用，也起到了很好的效果。但僅僅有藥物是不足夠攻克癌癥這一重大疾病的，由于現(xiàn)有藥物不僅對癌癥起到強(qiáng)烈的殺傷作用，同時會殺死很多正常身體細(xì)胞。因此，無論放療還是化療，均對人體本身造成非常嚴(yán)重的副作用。為了克服這一難題，世界科學(xué)家都在藥物的可控釋放方面進(jìn)行了大量的努力，希望能夠達(dá)到“藥物僅在并患處釋放、代謝，而在身體其他部位濃度大量降低”的效果，從而達(dá)到減緩副作用的目的。現(xiàn)今科學(xué)家嘗試通過在將藥物分子修飾在磁性顆粒表面，并在治療時，通過體外磁極將藥物顆粒引導(dǎo)至病患處，達(dá)到藥物靶向及可控釋放的作用。還有科學(xué)家通過在藥物分子上修飾抗原蛋白，通過抗原與癌細(xì)胞進(jìn)行特異性免疫反應(yīng)，使藥物在患處聚集達(dá)到可控釋放的目的。但是，這些方法均存在如下問題藥物只能隨著時間緩慢釋放。也就是說，藥物其實一直在不受控制的釋放，只不過比較高比例的藥物分子被固定在患處進(jìn)行緩釋。因此，副作用只是被部分減輕了，從原理上不能避免副作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于電場控制表面張力驅(qū)動的藥物可控釋放方法，能夠很好地控制藥物的釋放。本發(fā)明提供的一種基于電場控制表面張力驅(qū)動的藥物可控釋放方法是使液體藥物帶上電荷，將帶電的液體藥物封裝成包覆有一層薄膜的藥物液滴；對包覆有一層薄膜的帶電藥物液滴施加一定電壓的電場，藥物液滴在電場的作用下被壓向壓靠物，從而將薄膜打開。優(yōu)選地，所述帶電藥物的封裝方法包括如下步驟1)將親水性柔性薄膜置于由低粘附力的材料制成的基底的表面；2)對所述薄膜進(jìn)行圖形化處理，使其成為多個小面積的單片薄膜；3)將待封裝的液體藥物噴灑于單片薄膜表面；4)液體藥物在單片薄膜的表面聚成藥物液滴，所述單片薄膜通過表面張力將液滴包覆起來。優(yōu)選地，所述薄膜由二氧化硅或者聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制成。本發(fā)明通過對帶電的且包覆有一層薄膜的藥物液滴施加外加電場，當(dāng)外加電場足夠大時，藥物包覆的薄膜將會被撐開，從而釋放藥物，實現(xiàn)電場控制下的藥物的可控釋放。


圖Ia e為本發(fā)明藥物液滴的包覆過程示意圖；圖加、13為本發(fā)明可控釋放的過程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明原理是通過將帶電液滴包覆后，在液滴周圍施加電場，那么藥物液滴將會在電場作用下打開薄膜的包覆。如果液滴中包含藥物成分，那么將可以實現(xiàn)藥物的完全可控釋放，即在電場處完全釋放藥物，而在沒有電場處藥物被封裝材料完好包覆。具體如下首先，對帶電液體藥物進(jìn)行封裝，封裝可以采用如下的方式將用于包覆液體藥物的親水性柔性薄膜1 (如已經(jīng)制備完成的二氧化硅薄膜或者聚二甲基硅氧烷PDMS材料)放置在由低粘附力的材料(如超疏水材料)制成的基底2的表面，如圖la、b所示。基底2對薄膜1具有較低的粘附力。這里的低粘附力是指低于......然后，對薄膜1進(jìn)行圖形化，使之成為很多面積很小的單片的自由薄膜3，如圖Ic 所示。之后，通過噴霧的方式將藥物噴附在自由薄膜3的表面，藥物在自由薄膜3的表面聚集形成藥物液滴4，如圖Id所示。這樣已經(jīng)被圖形化好的自由薄膜3就會在表面張力的作用下自發(fā)的對藥物液滴4 進(jìn)行包覆，并形成包覆有自由薄膜3的藥物液滴4，如圖Ie所示。最后，只需要進(jìn)行簡單收集，就可以獲得被自由薄膜3封裝好的藥物。封裝好的藥物由于藥物液滴4表面張力的作用，用于包覆藥物液滴的自由薄膜3 將會自發(fā)的包覆并且維持包覆液滴的狀態(tài)。由于常用的藥物都是大分子化合物，而當(dāng)溶液 PH值在大分子等電點(diǎn)之下時，藥物分子會帶正電；而當(dāng)PH值在等電點(diǎn)之上時，藥物分子會帶負(fù)電。也就是說，通過調(diào)整藥物溶液的PH值，可以使藥物分子帶電，即形成帶電分子。然后，將包覆好自由薄膜3的藥物置于外加電場的作用下，如圖h、b所示，當(dāng)藥物液滴帶電分子帶正電，外加電場6方向向下時，藥物分子將會向基底5方面運(yùn)動，并擠壓藥物包覆自由薄膜3。當(dāng)外加電場6足夠大時，藥物包覆自由薄膜3將會被撐開，從而釋放藥物，實現(xiàn)電場控制下的藥物的可控釋放。當(dāng)在人體中時，基體5就相對于人體的組織。由于在整個系統(tǒng)中，只需要施加外加電場就可以實現(xiàn)對于藥物顆粒的釋放，而只要無擊穿電流產(chǎn)生，即使再強(qiáng)的外加電場對于人類的生存也是無害的。因此這種通過外加電場控制液滴表面張力致使藥物顆粒釋放藥物的方式對于人體是完全無害的。外加電場可以通過在人體患處植入或者外加電極的方式引入，而無論是植入電極的方式或者體外局部施加電場的方式都是先有的成熟臨床技術(shù)，因此本發(fā)明的可控釋放方法能夠很好地應(yīng)用到臨床使用中。
權(quán)利要求
1.一種基于電場控制表面張力驅(qū)動的藥物可控釋放方法，該方法是使液體藥物帶上電荷，將帶電的液體藥物封裝成包覆有一層薄膜的藥物液滴； 對包覆有一層薄膜的帶電藥物液滴施加一定電壓的電場，藥物液滴在電場的作用下被壓向壓靠物，從而將薄膜打開。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述帶電藥物的封裝方法包括如下步驟1)將親水性柔性薄膜置于由低粘附力的材料制成的基底的表面；2)對所述薄膜進(jìn)行圖形化處理，使其成為多個小面積的單片薄膜；3)將待封裝的液體藥物噴灑于單片薄膜表面；4)液體藥物在單片薄膜的表面聚成藥物液滴，所述單片薄膜通過表面張力將液滴包覆起來。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述薄膜由二氧化硅或者聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于電場控制表面張力驅(qū)動的藥物可控釋放方法，該方法是使液體藥物帶上電荷，將帶電的液體藥物封裝成包覆有一層薄膜的藥物液滴；對包覆有一層薄膜的帶電藥物液滴施加一定電壓的電場，藥物液滴在電場的作用下被壓向壓靠物，從而將薄膜打開。本發(fā)明通過對帶電的且包覆有一層薄膜的藥物液滴施加外加電場，當(dāng)外加電場足夠大時，藥物包覆的薄膜將會被撐開，從而釋放藥物，實現(xiàn)電場控制下的藥物的可控釋放。
文檔編號A61M37/00GK102553065SQ20111034224
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者王子千, 趙亞溥 申請人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所