[发明专利]用于剂的控制释放的聚合物复合材料

说明书

本发明涉及用于剂的控制释放的聚合物复合材料。特别地，本发明涉及刺激响应性聚合物复合材料，所述刺激响应性聚合物复合材料可以响应于光提供剂的控制释放。聚合物复合材料可以特别适于受光调制的药物的控制递送。

技术领域

本发明涉及用于剂的控制释放的聚合物复合材料。特别地，本发明涉及可以被光刺激以提供剂的控制释放的聚合物复合材料。

背景

一系列应用对可以被触发以释放剂的智能聚合物系统是相当感兴趣的。特别地，此类聚合物系统对于药物递送应用是有意义的，药物递送应用中可以期望在指定的条件下或在指定的时间提供药物释放。

能够提供剂的触发释放的聚合物系统可以具有刺激响应性聚合物组分。刺激响应性聚合物响应于外部刺激(诸如温度、pH、酶、微波辐射、磁场或光)可以经历可逆的化学、物理或溶解度变化。可以将刺激应用至聚合物材料以引起材料中的变化，这允许剂被释放。

由于特征诸如光强度、波长和照明时间可以容易地调节和控制，光被视为有吸引力的刺激。响应于光的聚合物复合材料可以在光暴露后能够经历立即变化，允许被包含在复合材料中的剂在特定的时间或在特定的部位按需(on demand)被释放。此外，释放的剂的量或其释放速率可以通过调节光暴露的持续时间或光的波长和/或强度来调制。

能够被光刺激的聚合物复合材料可以大致分为两类，这可以通过参考聚合物复合材料藉以响应于光以释放包封的有效载荷(payload)的机制来分类。

一种类型的光响应性聚合物复合材料利用聚合物复合材料中当该复合材料暴露于光时可裂解的化学连接。化学连接的裂解导致复合材料的分解，这允许被包含在复合材料中的剂被释放。然而，伴随所述聚合物复合材料的问题在于，由于连接的永久裂解，控制剂的释放的机制是不可逆的。此外，连接的裂解和剂的释放可能难以控制，这可能导致剂的突发释放(burst release)。

另一种类型的光响应性聚合物复合材料利用分散于合成的交联的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)水凝胶基质中的无机光热颗粒，其已经被设想用于在药物递送应用中使用。在此类复合材料中，在复合材料暴露于光后由光热颗粒产生的热能被用于将PNIPAAm加热高于其最低临界共溶温度(lower critical solution temperature)(LCST)。在加热高于LCST后，PNIPAAm变为疏水性的。这种变化引起聚合物在水性环境中收缩或萎陷(collapse)，导致包封的药物从聚合物中挤出。然而，伴随用合成聚合物形成的复合材料的一个问题在于它们可能包含剩余的未反应的单体，这可能对生物系统有毒。因此，在制备复合材料期间可能需要进行多于一个(multiple)纯化步骤以改进其生物相容性。

伴随光响应性聚合物复合材料的另一个存在的缺点在于，复合材料的交联的聚合物中的直接载药量可能受到可以被吸收到聚合物中的药物的量以及可以被装载到预形成复合材料中的药物分子尺寸限制。尽管可以通过制造呈包含与热塑性聚合物基质分开的药物贮器(reservoir)的膜的形式的复合材料来改进药物载量，对从贮器的药物释放可能存在有限的各向异性光控制。将光响应性聚合物复合材料制造为膜也可以包括复杂的程序，并且可能限制用于递送不同种类药物的复合材料的多功能性。此外，光响应性聚合物复合材料膜仅可以施用至患者的某些身体部位，因为施用将通常包括外科手术，因此限制了药物递送应用的范围。

提供解决或至少改善现有聚合物复合材料的一个或更多个缺点并且可以通过光触发以提供剂的控制释放的聚合物复合材料将是期望的。特别地，提供对药物递送提供更大控制的光响应性聚合物复合材料将是期望的。

文件、法令、材料、装置、制品等的讨论仅为了提供本发明的背景的目的被包括在本说明书中。未暗示或表示，任何或所有这些事项由于在本申请的每一个权利要求的优先权日期之前存在而构成现有技术基础的一部分或是与本发明相关的技术领域的公知常识。

发明概述