[发明专利]压力敏感性水胶及其使用方法

说明书

本发明揭露一种压力敏感性水胶。压力敏感性水胶组成包含溶剂、高分子还有酸性气体。此组成可为液相，当其中酸性气体溶于溶剂中，且高分子溶于溶剂中。此组成可为胶体，其中酸性气体未溶于溶剂中且高分子由溶剂中析出。压力敏感性水胶更包含化学化合物或是药剂，其可以在压力敏感性水胶设置至组织的标靶区域之后释放出来。

技术领域

本发明有关于一种胶体，特别是一种应用于生医材料领域的压力敏感性水胶。

背景技术

环境敏感性水胶(environmentally sensitive hydrogels)在生物医学应用已经愈来愈广泛。另外，水胶已经在许多临床的应用上进行使用，例如细胞治疗及伤口敷药。

胶体(gel)为非流动性的、为一种固体的半固态胶状分散物，藉由流体介质增量剂而使胶体的体积增加并分布在整个胶体溶液。对于水胶来说，其流体介质包含水。水胶的相是可以改变，举例来说，由液态改变成胶体或是由胶体改变成液态。这些相变化是可逆或是不可逆，而这样的相变化可能是可被应用的，比如说在水胶的输送(例如传输或移除)上有所帮助。水胶在不同的环境因子可能产生不同的相变化。举例来说，水胶接触到不同的环境因子可能会产生由液态变成胶体的相变化或反之亦然。这些环境因子可能包括了温度、酸碱值(pH)、光、压力、幅射及电流。这些水胶相转变所需之环境因子，可能会影响水胶的应用。

生物组织中的两个主要成份包括了水和胶原蛋白(collagen)。胶原蛋白为动物体内含量丰富的结构性蛋白质(structural protein)，是一种天然的生物高分子(biopolymer)。胶原蛋白是一种可以在生物体内自然分解、生物兼容性佳且具有低毒性，可以广泛的使用在医药及临床应用上，其包括止血材(Hemostatic material)、组织填充整型(tissue augmentation)、伤口敷料(wound dressings)、药物释放(drug delivery)，心脏瓣膜修补(cardiac valve replacement)、血管壁手术(blood vessel repair)和手术缝合线(surgical sutures)等生医植入式材料。胶原蛋白可透过各种配方的调整、型态重组、溶液配置、物理加工制程，或化学交联的技术，胶原蛋白可以处理成多种型态，如片材、管材、海绵、粉末或柔软的纤维织品，以及亦可以调配成胶体的水胶。

胶原蛋白的分子结构是由三个α-chain所组成。藉由在结构中彼此间的氢键及疏水性的相互作用使得三个α-chain形成三股螺旋的结构。胶原蛋白分子间聚集可形成右手超螺旋结构，亦即胶原蛋白微纤维。每一个胶原蛋白微纤维可再与相邻的胶原蛋白微纤维达到一定程度的叉合，此一结构个别来说可能不够稳定，但在胶原蛋白纤维内，其有序程度接近晶体。由于胶原蛋白结构之稳定是基于氢键和疏水性作用，因此结构会受到pH值、温度及环境中电解质浓度的影响。举例来说，在低的pH值时，胶原蛋白成呈现溶解的特性。在室温及中性环境，胶原蛋白将微结构重整并且析出呈网状纤维水胶结构(network fibrillarstructure)。

由于胶原蛋白在酸性环境下有高的溶解度，当胶原蛋白在制备或是调整配方时，胶原蛋白可以溶于酸性溶液中，例如醋酸(acetic acid)、乳酸(lactic acid)或是丁酸(butyric acid)。接着再以透析(Dialysis)或是其他合适的手段用以中和酸性的胶原蛋白溶液。更进一步来说，胶原蛋白纤维形成的速率在中性溶液中，受到温度影响。当温度高于4℃，胶原蛋白重整其微结构并且将胶体析出。因此温度控制在透析步骤中相当的重要。假设温度没有控制好，会产生不均相的胶原蛋白纤维。

由于前述胶原蛋白特性，利用温度来诱使结构变化之温度敏感性水胶已被制备过。胶原蛋白水胶材料已被用于临床应用，其包括真皮填充物，药物释放和细胞疗法，虽然温度敏感性胶原蛋白水胶已有临床应用，但在工艺上还是相当的耗时、费能，且该水胶在临床应用上可能不够稳定。