智能药物释放—用于电压控制分子释放的共轭聚合物器件

在众多的生物应用领域中,共轭聚合物是一种极具吸引力的材料。这是由于它具备良好的柔韧性,高生物兼容性,高性价比,可溶性加工以及电子/离子同时导电等一系列优异的特性。而其中最让人们感兴趣的是共轭聚合物通过离子泵在药物控制释放领域的应用,对比于靠其它外部信号(如光、pH、温度)或多信号同时触发的药物可控释放器件,靠电压控制的器件在更多的应用领域,尤其是植入式器件中,由于其更好的可控精度而有明显优势。但是离子泵器件操作的局限在于较高的工作电压,较长的传输通道和复杂的光刻工艺,并且其释放效率很低。基于此,一种新型的电压控制分子释放的共轭聚合物器件能很好地解决上述问题,实现低压高效的药物释放。

 

近日,来自香港理工大学的严锋教授课题组和英国爱丁堡大学的陈献峰教授课题组在Advanced Materials上发表了一篇题为“Conjugated Polymer for Voltage-Controlled Release of Molecules”的文章。文章报道了一种可以低电压控制分子释放的新型有机器件,而这种装置正是基于聚(3-己基噻吩)共轭高分子研发的,对比有机离子泵,该装置拥有更简单的器件结构和更低的工作电压。通过调整所施加的电压的持续时间,可以选择性地精确控制不同分子的释放速率。这种有机器件有望在可控药物传递等生物应用领域大显身手。

研究人员观察到水溶液在聚(3-己基噻吩)有机薄膜中的渗透性可以通过低偏置电压(~1.0 V)来进行调节,通过电化学氧化/还原的过程来改变聚(3-己基噻吩)薄膜的亲疏水性。基于此,他们设计并制备了用于电压控制释放不同分子量的新型有机器件,其释放速率大约为几纳克/秒,大大超过传统有机离子泵的释放速率。该器件已成功应用于释放抗癌药物顺铂,并通过遥控操作来抑制癌细胞的生长。通过控制施加在装置上的偏置电压,用手机就能方便地打开和关闭释放过程。今后,这种低成本和一次性的有机生物电子器件将有希望应用于生物系统中的可控和尺寸选择性药物的输送。相关文章在线发表在Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.201701733)上。

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