控释DDS的优缺点,控制释放系统与常规系统相比具有许多优点。它们保持药物水平在期望的范围内,减少副作用和毒性,并通过减少给药频率改善功效和患者依从性和舒适性[10,11 ]。降低抗癌药物副作用的DDS引起了许多癌症治疗领域工作者的关注[ 12 ]。使用这些系统的负面因素包括所使用材料的可能的毒性,可能的剂量倾倒,肝脏首次代谢的潜在增加,外科手术的必要性,以便插入或移除系统,可能延迟发作的可能性系统可用性高,制造成本高。目前,在化学配方中,感应生物系统中特定环境变化的新型聚合物材料。由于这些材料可以以可预测的方式进行调整,因此被认为是药物递送或其他代谢控制机制的有用工具[ 13 ]。刺激响应聚合物复制生物分子的行为,其中外部刺激或局部环境的变化可引发性质的变化:溶解度,形状,构象,电荷和大小。当使用外部刺激时,药物释放可以通过靶向以及时间方式以空间方式进行调节[ 14 ]。
1.1 “智能”聚合物分类
智能聚合物分为几个类别,包括pH敏感,温度敏感,双重刺激反应,相敏,光敏和生物分子敏感。
1.1.1 pH“智能”聚合物
聚合物的pH响应性通常是在不同的pH或通过共聚物的pH诱导的构象变化[通过弱多碱和/或弱的多元酸在嵌段共聚物的质子化和去质子化周期中获得[15,16 ]。近来,这些聚合物在基因治疗和基因传递研究中的应用越来越受到关注。由于裸DNA在生理条件下由于负电荷和分子的大小而将裸DNA转运到细胞中是一个困难的过程,所以使用带正电荷的聚合物来平衡电荷并将DNA缩合成小于100nm的纳米颗粒。为此,已经研究了含胺树枝状大分子,含胺断裂树枝状大分子,聚(L-赖氨酸)和聚(亚乙基亚胺)。
pH敏感智能聚合物的作用机理:通常,pKa值在3和10之间的可离子化聚合物是pH响应系统的适当候选物。碱和弱酸例如羧酸,磷酸和胺可以在pH变化时表现出电离状态的变化,导致可溶性聚合物的构象变化和水凝胶的溶胀变化,当这些可电离基团为连接到聚合物结构。例如,在癌症治疗中,如何有效地将药物分子转运到癌症肿瘤中而不损害健康组织仍然是一个很大的挑战。在不同pH环境下表现出物理化学性质急剧变化的pH响应材料已经清楚地显示出实现这种功能的巨大潜力,因为一些实体肿瘤组织形成比正常组织和血液中轻微的酸性环境(pH6.5) (pH7.4)。然而,体外和体内效率仍然很低,因为肿瘤药物递送有几个障碍; 因此,有必要对各种pH环境下易位过程的详细分子机制有完全的了解[ 17 ]。
聚(乙烯亚胺)(PEI)仍然是测试新聚合物的最佳标准,尽管许多被研究的聚合物在转染效率和细胞毒性方面具有更好的表现。一些其他候选物包括PAMAM树枝状聚合物,聚(N,N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯)(PDMEMA),聚(L-赖氨酸)(PLL)和改性壳聚糖。由于离子化,pH值超过其pKa值(4.5)的丙烯酰胺(AA)变为亲水性。Foss等人 报道了用于口服胰岛素递送的聚丙烯酰胺-g-聚乙二醇(聚(AA)-g-PEG)纳米颗粒。在pH6时,纳米颗粒的大小增长超过600nm,预期可以避免在肠道免疫和除去外来物质中起重要作用的肠粘膜补片的吸收。阳离子聚合物,例如聚(乙烯亚胺),与具有治疗影响的基因形成离子复合物。细胞摄取后,该配合物在核内体,其通过融合溶酶体和囊泡的胞吞之间衍生提出。文献综述
1.1.2 温敏“智能”聚合物
刺激敏感聚合物最广泛使用的刺激之一是温度,因为它易于控制,并且具有实际的体外和体内优势[ 18 ]。用两种相图描述的溶液中聚合物的状态。当聚合物在加热时变得不溶,它们的特征在于较低的临界溶液温度(LCST),其中在升高温度下发生转变。另一方面,当聚合物在加热时变得可溶,它们的特征在于上限临界溶解温度(UCST),其中在冷却时发生转变。与LCST聚合物在水性溶剂中溶解通常,同时与UCST聚合物在有机溶剂常用溶解[19,20 ]。如果物质的LCST接近体温是使用的主要理由,则身体或身体部位温度可能因发烧,局部感染或疾病而变化的事实以及药物可能被释放。治疗剂可以通过各种方法引入这种系统中,最简单的方法是在含有药物的溶液中将干物质溶胀至平衡。另一种方法是通过使用单体(包括引发剂和交联剂)或聚合物(与交联剂)的混合物与药物[ 21 ] 合成凝胶。