分层的腔室为药物释放打开了一个窗口

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分层室为药物释放打开了一个窗口 

上排和中排显示了在溶解模板后没有(左)和(右)掺入氧化石墨烯的微室。底行显示剥离模板后带有氧化石墨烯的微腔室,扫描电子显微镜(左)和共聚焦激光扫描显微镜(右)图像。图片来源:Weleyheim,Wiley-VCH Verlag GmbH&Co. KGaA

A * STAR研究人员与新加坡,俄罗斯和英国的同事报告说,可植入的微腔阵列显示出可以按需保存和释放精确控制量的药物的潜在能力。

近红外激光束用于在所需时间打开选定的微腔。A * STAR材料研究与工程学院的Maxim Kiryukhin说:“这种近红外光是触发药物释放的理想方法,因为它可以最大程度地渗透到生物组织中。” 所需的波长落在“治疗窗”内,使医疗用光可以安全地进入体内。

该小组由聚合物和氧化石墨烯的复合材料制成微腔。Kiryukhin说:“我的研究小组率先使用纳米压印光刻技术和逐层组装技术制造微腔阵列。” 光刻步骤使模板上印有所需的微孔图案。然后,将聚合物和氧化石墨烯层堆积在模板上以制成复合材料。模板可以溶解或剥离,从而形成可以用一层塑料密封的聚合物/氧化石墨烯腔室阵列。

如果它们包含要输送到体内的药物,则这些腔室必须具有机械强度。Kiryukhin指出:“失败,然后突然释放全部药物有效载荷,可能是灾难性的。” 将氧化石墨烯层掺入聚合物层是使腔室足够稳定并对近红外光作出响应的关键创新。

研究人员已经开发出可用于向腔室加载一系列化学溶液的技术。然后可以使用目标激光打碎选定的腔室(见图)。这将使临床医生可以更好地控制药物的释放速度,以适应不同的患者和状况。

这项概念验证工作为进行先于动物先于人类的真实药物测试奠定了基础。Kiryukhin解释说,该团队依靠英国,中国和俄罗斯的合作研究小组来应对这一挑战。

同时,A * STAR研究人员正在寻求更广泛的可能性。Kiryukhin解释说:“我们对在传感技术中使用腔室阵列感兴趣,例如检测食物的新鲜度或诊断伤口和患病组织的状况。” 微腔室可以响应于例如感测到的变化而释放诸如荧光的信号。


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