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  可注射、自修復(fù)以及具有刺激響應(yīng)性的水凝膠是理想的智能藥物緩釋載體，因?yàn)槿梭w各器官組織天然具有不同的pH值，所以制備具有pH敏感性的水凝膠一直以來都是研究的熱點(diǎn)。近年來，具有弱酸性pH響應(yīng)能力的水凝膠因其在治療腫瘤、傷口、感染等局部弱酸性部位的潛在應(yīng)用價(jià)值而受到了廣泛的關(guān)注，然而，現(xiàn)有的pH敏感水凝膠依然面臨一些挑戰(zhàn)。首先，要最大化給藥效率并且避免藥物對周邊正常組織的副作用，這就需要載藥水凝膠在弱酸性pH環(huán)境下通過降解和溶脹等方式有效釋放藥物，并且在中性的生理pH下保持良好的穩(wěn)定性以避免或減少藥物釋放。此外，由于弱酸性部位比如腫瘤內(nèi)部也存在著一定的pH差異，為了精細(xì)調(diào)控相應(yīng)部位的藥物釋放從而最優(yōu)化治療效果，則需要制備具有pH超敏感性的水凝膠。

  最近，加拿大阿爾伯塔大學(xué)Hongbo Zeng（曾宏波）教授課題組報(bào)道了一種可注射、自修復(fù)以及具有pH超敏感性的水凝膠藥物載體。首先，通過制備醛基功能化單體 （FBEMA）并將其與磷脂膽堿單體 （MPC）進(jìn)行自由基聚合得到醛基功能化的聚磷脂膽堿，再將其與用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）表面氨基修飾過的納米硅球 （ASNP）進(jìn)行混合，二者形成動態(tài)化學(xué)鍵席夫堿 （Schiff base），從而在短時(shí)間內(nèi)（<10 s）構(gòu)筑交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)成膠（圖1）。

圖1. P(MPC-co-FBEMA)/ASNP 水凝膠合成示意圖。

  由于席夫堿的可逆性和動態(tài)性，該水凝膠展現(xiàn)出良好的剪切變稀性能，從而可以從較細(xì)針頭中輕松擠出，并且其具有快速且可重復(fù)的自修復(fù)性能（圖2）。

圖2. P(MPC-co-FBEMA)/ASNP 水凝膠的可注射和自修復(fù)性能。

  由于席夫堿在酸性條件下會發(fā)生水解，從而使得該水凝膠具有快速且可逆的pH響應(yīng)性。該水凝膠在中性環(huán)境下展現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，但是隨著環(huán)境pH向弱酸性轉(zhuǎn)變，其會出現(xiàn)凝膠向溶液的轉(zhuǎn)變。并且，在弱酸性環(huán)境下（pH 6.0-7.4），微弱的pH變化（0.2）可以導(dǎo)致該水凝膠的機(jī)械、溶解和藥物釋放性能發(fā)生顯著的變化（圖3）。該工作對設(shè)計(jì)具有超敏感pH響應(yīng)性的智能水凝膠藥物緩釋載體提供了新思路。

圖3. P(MPC-co-FBEMA)/ASNP 水凝膠的pH敏感性能。

  這一成果近期以“Injectable and Self-Healing Nanocomposite Hydrogels with Ultrasensitive pH-Responsiveness and Tunable Mechanical Properties: Implications for Controlled Drug Delivery” 為題發(fā)表在 Biomacromolecules 上， 文章的第一作者是阿爾伯塔大學(xué)化學(xué)工程與材料工程系博士生武盟，通訊作者為曾宏波教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.biomac.0c00347?casa_token=CFExWtehRVIAAAAA:lTk1l7VYGOvmBcEeGoQuAp5N8CZnmUmrVoS0hETe4eFd3T2Ma1m0JSSyUxtDxHlTd7DBD09C8dMk8pOv