专利名称：一种基于电场控制表面张力驱动的药物可控释放方法
技术领域：
本发明涉及一种基于电场控制表面张力驱动的药物可控释放方法。
背景技术：
随着癌症等重大疾病逐渐成为威胁现代人生命、生活质量的重要因素，世界各国政府、科研人员及民间组织均投入了大量人力、财力用于攻克这一“绝症”。在各国科学家的努力下，针对癌症的药物已经在各国临床医学前线上发挥了重大的作用，也起到了很好的效果。但仅仅有药物是不足够攻克癌症这一重大疾病的，由于现有药物不仅对癌症起到强烈的杀伤作用，同时会杀死很多正常身体细胞。因此，无论放疗还是化疗，均对人体本身造成非常严重的副作用。为了克服这一难题，世界科学家都在药物的可控释放方面进行了大量的努力，希望能够达到“药物仅在并患处释放、代谢，而在身体其他部位浓度大量降低”的效果，从而达到减缓副作用的目的。现今科学家尝试通过在将药物分子修饰在磁性颗粒表面，并在治疗时，通过体外磁极将药物颗粒引导至病患处，达到药物靶向及可控释放的作用。还有科学家通过在药物分子上修饰抗原蛋白，通过抗原与癌细胞进行特异性免疫反应，使药物在患处聚集达到可控释放的目的。但是，这些方法均存在如下问题药物只能随着时间缓慢释放。也就是说，药物其实一直在不受控制的释放，只不过比较高比例的药物分子被固定在患处进行缓释。因此，副作用只是被部分减轻了，从原理上不能避免副作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电场控制表面张力驱动的药物可控释放方法，能够很好地控制药物的释放。本发明提供的一种基于电场控制表面张力驱动的药物可控释放方法是使液体药物带上电荷，将带电的液体药物封装成包覆有一层薄膜的药物液滴；对包覆有一层薄膜的带电药物液滴施加一定电压的电场，药物液滴在电场的作用下被压向压靠物，从而将薄膜打开。优选地，所述带电药物的封装方法包括如下步骤1)将亲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)对所述薄膜进行图形化处理，使其成为多个小面积的单片薄膜；3)将待封装的液体药物喷洒于单片薄膜表面；4)液体药物在单片薄膜的表面聚成药物液滴，所述单片薄膜通过表面张力将液滴包覆起来。优选地，所述薄膜由二氧化硅或者聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制成。本发明通过对带电的且包覆有一层薄膜的药物液滴施加外加电场，当外加电场足够大时，药物包覆的薄膜将会被撑开，从而释放药物，实现电场控制下的药物的可控释放。
图Ia e为本发明药物液滴的包覆过程示意图；图加、13为本发明可控释放的过程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。本发明原理是通过将带电液滴包覆后，在液滴周围施加电场，那么药物液滴将会在电场作用下打开薄膜的包覆。如果液滴中包含药物成分，那么将可以实现药物的完全可控释放，即在电场处完全释放药物，而在没有电场处药物被封装材料完好包覆。具体如下首先，对带电液体药物进行封装，封装可以采用如下的方式将用于包覆液体药物的亲水性柔性薄膜1 (如已经制备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，如图la、b所示。基底2对薄膜1具有较低的粘附力。这里的低粘附力是指低于......然后，对薄膜1进行图形化，使之成为很多面积很小的单片的自由薄膜3，如图Ic 所示。之后，通过喷雾的方式将药物喷附在自由薄膜3的表面，药物在自由薄膜3的表面聚集形成药物液滴4，如图Id所示。这样已经被图形化好的自由薄膜3就会在表面张力的作用下自发的对药物液滴4 进行包覆，并形成包覆有自由薄膜3的药物液滴4，如图Ie所示。最后，只需要进行简单收集，就可以获得被自由薄膜3封装好的药物。封装好的药物由于药物液滴4表面张力的作用，用于包覆药物液滴的自由薄膜3 将会自发的包覆并且维持包覆液滴的状态。由于常用的药物都是大分子化合物，而当溶液 PH值在大分子等电点之下时，药物分子会带正电；而当PH值在等电点之上时，药物分子会带负电。也就是说，通过调整药物溶液的PH值，可以使药物分子带电，即形成带电分子。然后，将包覆好自由薄膜3的药物置于外加电场的作用下，如图h、b所示，当药物液滴带电分子带正电，外加电场6方向向下时，药物分子将会向基底5方面运动，并挤压药物包覆自由薄膜3。当外加电场6足够大时，药物包覆自由薄膜3将会被撑开，从而释放药物，实现电场控制下的药物的可控释放。当在人体中时，基体5就相对于人体的组织。由于在整个系统中，只需要施加外加电场就可以实现对于药物颗粒的释放，而只要无击穿电流产生，即使再强的外加电场对于人类的生存也是无害的。因此这种通过外加电场控制液滴表面张力致使药物颗粒释放药物的方式对于人体是完全无害的。外加电场可以通过在人体患处植入或者外加电极的方式引入，而无论是植入电极的方式或者体外局部施加电场的方式都是先有的成熟临床技术，因此本发明的可控释放方法能够很好地应用到临床使用中。
权利要求
1.一种基于电场控制表面张力驱动的药物可控释放方法，该方法是使液体药物带上电荷，将带电的液体药物封装成包覆有一层薄膜的药物液滴； 对包覆有一层薄膜的带电药物液滴施加一定电压的电场，药物液滴在电场的作用下被压向压靠物，从而将薄膜打开。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述带电药物的封装方法包括如下步骤1)将亲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)对所述薄膜进行图形化处理，使其成为多个小面积的单片薄膜；3)将待封装的液体药物喷洒于单片薄膜表面；4)液体药物在单片薄膜的表面聚成药物液滴，所述单片薄膜通过表面张力将液滴包覆起来。
3.如权利要求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
本发明公开了一种基于电场控制表面张力驱动的药物可控释放方法，该方法是使液体药物带上电荷，将带电的液体药物封装成包覆有一层薄膜的药物液滴；对包覆有一层薄膜的带电药物液滴施加一定电压的电场，药物液滴在电场的作用下被压向压靠物，从而将薄膜打开。本发明通过对带电的且包覆有一层薄膜的药物液滴施加外加电场，当外加电场足够大时，药物包覆的薄膜将会被撑开，从而释放药物，实现电场控制下的药物的可控释放。
文档编号A61M37/00GK102553065SQ20111034224
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者王子千, 赵亚溥 申请人:中国科学院力学研究所