聚合物纖維載藥制備可穿戴醫(yī)藥制品

R. Rossi， A. Six

瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所(瑞士)

藥物釋放織物可用于治療皮膚創(chuàng)傷。目前，瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所(Empa)的研究人員正在開(kāi)發(fā)一種智能聚合物纖維，使其能識(shí)別治療需求，并精準(zhǔn)釋放活性成分。

智能聚合物纖維研發(fā)由材料科學(xué)與技術(shù)能力中心(CCMX)的“自護(hù)理材料”項(xiàng)目提供支持。此纖維由可生物降解聚合物經(jīng)各種工藝制備而成。具體采用何種制備工藝，取決于纖維的目標(biāo)用途。通常采用靜電紡絲技術(shù)制備具有較大比表面積且精細(xì)質(zhì)輕的薄膜；若需強(qiáng)度較大的纖維，例如防護(hù)服裝用纖維，則采用熔融紡絲技術(shù)制備。經(jīng)過(guò)不同工藝生產(chǎn)出的新型纖維，其納米構(gòu)造為不同組分的多層結(jié)構(gòu)。目前正在通過(guò)試樣測(cè)試研究這些新型纖維材料的性能，最終如抗生素或止痛藥類(lèi)物質(zhì)將被載入纖維制成護(hù)理產(chǎn)品。

為了確保活性物質(zhì)的劑量精確符合需求，研究人員設(shè)計(jì)出一種巧妙的控制機(jī)制，即護(hù)理產(chǎn)品內(nèi)某些聚合物在人體特定環(huán)境降解，從而釋放活性物質(zhì)，且聚合物降解釋放藥物的過(guò)程，可定量準(zhǔn)確控制。具體而言，即載藥智能纖維受到來(lái)自身體的刺激后，以特定速率降解，將藥物以治療所需劑量釋放到環(huán)境中。這種刺激如皮膚傷口的pH值改變，表明組織損傷需要治療。由此類(lèi)纖維制成的自護(hù)理材料，將以敷料或防護(hù)服形式為患者提供疾病診斷和治療。

自護(hù)理纖維材料在許多方面具有潛在應(yīng)用。除利用使用者身體的化學(xué)信號(hào)之外，還可設(shè)置外部刺激控制纖維釋放藥物。載藥紡織品或敷料在輕微壓力或輕微刺激下即可釋放藥物，有助于提高患者的生活質(zhì)量，同時(shí)減輕護(hù)理人員的負(fù)擔(dān)。

此纖維材料還可用于預(yù)防監(jiān)測(cè)。在纖維材料與人體之間，活性物質(zhì)可從纖維材料釋放到人體，而人體內(nèi)物質(zhì)也可進(jìn)入纖維材料。據(jù)此，纖維可充當(dāng)傳感器，用于測(cè)量如血糖水平等指標(biāo)。例如，早產(chǎn)兒的血糖平衡易被打破，借助此類(lèi)纖維傳感器，可通過(guò)早產(chǎn)兒柔嫩的皮膚無(wú)痛監(jiān)測(cè)血糖水平，使其不必遭受采集血樣所帶來(lái)的針刺痛苦。

在CCMX“自護(hù)理材料”項(xiàng)目中，由Empa和瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的科學(xué)家們組成的研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)智能醫(yī)用纖維，截至2020年完成。到目前為止，已有20家公司成為工業(yè)合作伙伴，包括瑞士的Syngenta公司和Nanosurf公司。涉及該項(xiàng)目的研究計(jì)劃還有瑞士紡織品行業(yè)協(xié)會(huì)和瑞士紡織品制造商的研究計(jì)劃Subitex。