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2024-04-25 15:35

受保护飞沫是药物运输的新途径

微凝胶在液滴周围形成一层薄薄的保护壳,直到温度上升到32度以上。然后微凝胶收缩,液滴溶解在周围的液体中。哥德堡大学研究人员的一项研究揭示了这一过程背后的潜在机制。这一发现可能会彻底改变针对人体特定部位的药物治疗方法。

乳剂由大量的液滴组成,这些液滴存在于液体中,而不与液体溶解和混合。例如,牛奶由分散在水中的牛奶蛋白稳定的脂肪滴组成。在药物输送等许多应用中,重要的是不仅要保持液滴结构,而且要能够控制液滴溶解的时间。这是因为胶囊中的活性成分只有在药物进入人体后才会释放出来。

热敏乳剂

包括哥德堡大学(University of Gothenburg)在内的几所大学的研究人员提出了一种反应性乳剂的概念,可以控制液滴溶解的时间。

“我们的想法是使用温度敏感的微凝胶颗粒来稳定乳剂,使其形状适应环境温度。在室温下,它们在水中膨胀,但在32°C以上,它们会收缩和收缩,”哥德堡大学物理学研究员Marcel Rey解释说,他是该研究的主要作者,发表在《自然通讯》上。

理解机制

当温度上升到32°C以上时,液滴会溶解在周围的液体中,因为它们不再被保护性的微凝胶壳充分稳定。虽然这一现象在科学界已经被发现了很长一段时间,但研究人员现在发现,驱动刺激反应乳剂的基本机制涉及稳定微凝胶的形态变化。

外部刺激引发的稳定微凝胶的形态变化在影响相关乳剂的稳定性方面起着至关重要的作用。这种理解是设计微凝胶的基础,它能够在室温下稳定乳剂,同时在体温下促进溶解,”Marcel Rey解释说。

稳定微凝胶既可以看作是粒子,也可以看作是聚合物。颗粒特性导致乳液的高稳定性,而聚合物特性使微凝胶对外界影响敏感,导致液滴溶解。实现温度敏感乳剂需要一个微妙的平衡,需要最小的颗粒特性来保持稳定性,需要大量的聚合物特性来快速可靠地溶解液滴。

乳剂可以定制

“现在我们了解了响应性乳剂的功能,我们可以根据具体要求定制它们。虽然我们目前的努力还局限于温度依赖性的实验室实验,但我们正在积极探索微凝胶稳定乳液的开发,这种乳液可以对周围流体的pH值做出反应。”

图像 Picture of Marcel Rey
Marcel Rey是哥德堡大学的物理学研究员。图片来源:Aykut argn

以靶向药物为重点的药物研究至关重要。目标是将更高浓度的药物输送到身体的特定病变部位,而不是影响整个身体。

“作为一种将药物输送到身体特定部位的精确工具,反应性乳剂具有巨大的潜力。虽然还需要进一步的研究,但未来看起来很有希望,未来10年有望取得进展,”Marcel Rey表示。

《自然通讯》上的一篇科学文章:界面之间的相互作用决定了乳液的刺激响应行为。