刺激响应聚合物在生物医药中的应用

刺激响应聚合物是一类能够根据外界环境变化,如p H、离子、温度、光等刺激而改变自身物理化学性质的功能性聚合物。近年来,刺激响应聚合物由于其独特的刺激-响应功能性,在疾病诊断、药物递送、传感器等领域具有广泛的应用。根据不同刺激类型,刺激响应聚合物有不同分类。本文根据化学刺激、物理刺激及生物刺激三方面,综述了刺激响应聚合物的合成方法及其响应机理,并对这类功能材料的应用前景进行了展望。     

刺激响应性聚合物微针系统经皮药物递释

微针经皮递送系统相比于口服、注射给药具有高效、安全、无痛的给药特点，特别是刺激响应性聚合物微针系统生物相容性好，能够依据环境微变化实现时间和空间上的经皮局部和全身智能给药功能，是当前国际前沿研究课题。本文聚焦于近十年来国内外刺激响应性聚合物微针系统的研究工作，着重综述了聚合物微针的发展演变历程、内外环境刺激响应类型及其响应构效机制。此外，详细阐述了微针制备方法、表征方法、微针系统在生物医药递释、组织器官、皮肤医学及医美领域等方面的应用。刺激响应性聚合物微针系统使用方法简便、力学性能可调、药物精准靶向递送，在经皮靶向给药领域有重大研究意义，未来生物活体负载及标准化的产业应用是研究者不断努力和进步的方向。     

刺激响应型生物医用聚合物纳米粒子研究进展

近十几年来, 纳米科学的发展极大地推动了纳米材料在生物医用领域的应用. 聚合物纳米粒子由于其独特的性能在药物传递、医学成像等医用领域备受关注. 其中, 刺激响应型聚合物纳米粒子是一类可以在外界信号刺激下(包括pH、温度、磁场、光等)发生结构、形状、性能改变的纳米粒子. 利用这种刺激响应性可调节纳米粒子的某种宏观行为, 故而刺激响应型聚合物纳米粒子也被称为智能纳米粒子. 因为其特有的“智能性”, 刺激响应型聚合物纳米粒子的研究已成为当前生物材料领域的研究热点. 本文综述了几类重要的生物医用刺激响应型聚合物纳米粒子, 侧重介绍双重及多重刺激响应型聚合物纳米粒子的制备及其生物医学应用.     

力刺激响应发光聚合物

具有力刺激响应发光特性的聚合物材料是刺激响应发光材料的重点研究方向,在聚合物力化学、应力检测、聚合物损伤监控、特种包装材料等领域受到了化学家和材料学家的广泛关注。这类材料通常是将具有力刺激响应发光特性的小分子作为发光力敏团,通过化学键合或物理掺杂的方式引入聚合物基体中制备得到。力刺激作用通过聚合物基体传导到发光力敏团,引起发光信号变化,实现力刺激响应发光。本文结合发光力敏团的力刺激响应发光原理和力刺激响应发光聚合物的制备方法,对力刺激响应发光聚合物进行了综述,期望对力刺激响应发光聚合物的研发设计和实际应用提供借鉴。     

聚合物链串着许多环糊精

奇特的聚合转烷(rotaxanes)可望对分子工程和材料科学研究有深刻的启示。德国和日本的两个研究小组,各自独立地合成了一类络合物,其中,20或更多的环糊精被串在聚合物链上。他们的研究工作,不仅因为这些超分子结构非同寻常,而且因为这类超分子对生物分子的识别、分子机器和材料科学有深刻的含义,从而引起广泛的兴趣。因为这类络合物是在线性的聚合物“轴”上,穿着环一样的分子作为“转子”,所以化学     

磷脂聚合物的研究进展

磷脂聚合物是一类生物相容性很好的生物材料。本文从其化学组成和微观结构出发 ,综述了磷脂聚合物的发展及应用现状。     

基于不同刺激源的刺激响应聚合物体系的构建

刺激响应聚合物是一类具有"智能"行为的大分子体系. 它可以接收外部环境的刺激信号, 如pH值、 光、 温度、 电压、 氧化还原剂和气体等, 使自身大分子结构或状态发生较大改变, 从而影响其物理化学性质, 进而体现出相应的功能. 大量的研究结果表明, 刺激响应聚合物在纳米材料科学、 生命科学及临床医学领域中有着广泛的应用前景. 本文主要介绍了我们课题组在基于不同刺激源的刺激响应性大分子体系研究方面的一些进展.     

树形聚醚的合成及其应用

树形聚合物高度支化,与线形结构的聚合物相比具有较低的粘度及良好的溶解性,而且其单分子尺寸通常在纳米尺度,在多方面具有广阔的应用前景。树形聚合物通常分为3种,即树枝状聚合物、超支化聚合物和树枝化聚合物。作为树形聚合物的主要一类,树形聚醚由于其良好的化学、物理稳定性,良好的水及有机溶剂的溶解性,以及生物相容性等诸多优点,其合成及应用研究得到了广泛重视。本文对不同种类树形聚醚的合成及其应用作一详尽的综述,包括树枝状聚醚、树枝化聚醚及超支化聚醚3种主要类型,同时报道了作者等在该领域的最新研究进展,并对该领域的研究进行了相应的展望。     

刺激响应梯度聚合物

近年来,刺激响应聚合物因其独特的性质而受到广泛关注,这类聚合物能够感受外界环境刺激(包括光、电、热、力、氧化还原、pH、化学、环境和生物信号等刺激)而产生响应,从而引起体系物理或化学性质的改变。而梯度聚合物则是伴随着可控自由基聚合技术的诞生、发展而出现和形成的一类新型聚合物,区别于无规和嵌段聚合物,梯度聚合物表现出单体组成沿分子链渐变的性质,其中,由亲水性单元和憎水性单元组成的两亲性梯度聚合物在选择性溶剂中可自组装形成多种聚集体,因此具有多方面的潜在应用价值,比如超分子组装体、智能涂料、网络或这些可能应用的组合。本文调研了有关梯度聚合物方面的研究工作,综述了几种梯度聚合物的合成方法,如活性阴离子聚合法、可控自由基聚合法(包括氮氧稳定自由基聚合、原子转移自由基聚合及可逆加成断裂链转移自由基聚合)和开环聚合法等,同时阐述了梯度聚合物的自组装及刺激响应行为,尤其是其独特的热和pH敏感性。此外,还对由两亲性嵌段聚合物和两亲性梯度聚合物自组装形成的聚集体的刺激响应行为进行了详细地论述和比较,并指出了梯度聚合物的应用前景和发展方向。     

可释放一氧化氮聚合物材料的制备及其在生物医疗器械中的应用

一氧化氮（NO）是一种很好的血小板黏附或活化的抑制剂，同时也是很有效的抗平滑肌细胞增生剂。可释放NO的聚合物材料显示出较好的抗血栓形成及抑制细胞增生的性能。本文综述了可释放NO聚合物材料的制备方法及其近年来在生物医疗器械中的应用。用来制备可释放NO聚合物材料的NO供体主要有两大类，一类是亲核NO供体N-diazeniumdiolates，另一类是S-亚硝基硫醇（RENOs）。制备可释放NO聚合物材料的方法主要有3种：（1）通过物理掺杂的方式将小分子的NO供体分散到聚合物材料中；（2）对聚合物材料的填料微粒进行化学改性，得到可释放NO的填料粒子，再将其填充到聚合物材料中；（3）通过共价键将可释放NO的基团连接到聚合物主链及侧链上。所得到的可释放NO聚合物材料在血管内传感器、体外血液循环电路和体内移植血管等生物医疗器械中有广泛的应用。     

刺激响应降解型聚合物水凝胶

作为一类重要的高分子材料,聚合物水凝胶由于其优良的理化性能和生物学特性而被广泛应用于生物医药领域,降解特性是其作为生物医用材料的重要性能指标。刺激响应降解型水凝胶是指在环境因素刺激下凝胶网络发生响应性断裂,进而产生凝胶-溶胶或溶胀-降解转变的一类智能高分子材料。这一响应降解特性可通过将环境敏感性断裂基团引入到聚合物凝胶网络中来实现。与水凝胶常规的水解、酶解相比,刺激响应降解因具有空间或时间上的可控特性而引起人们的广泛关注。本文重点介绍了pH响应、光响应以及氧化还原响应降解型聚合物水凝胶的设计方法、降解机理及其最新研究进展,并对刺激响应降解型水凝胶未来的研究方向进行了展望。     

氢键型超分子聚合物的合成、结构与应用

氢键型超分子聚合物是重复单元经氢键相互作用连接在一起的阵列,可生成液晶态,多样化的几何形状和高有序的凝聚态结构。氢键的温度敏感性和可逆性导致氢键型超分子聚合物具有和传统共价键结合的聚合物不同的性能。氢键型超分子聚合物是一类动态的智能型功能高分子材料,可在光化学、光电转换、非线性光学、弹性体、水凝胶和生物医用工程等领域广泛应用。本文从氢键型超分子聚合物化学(合成与机理)、物理(结构与性能)和工程(加工与应用)三个方面介绍氢键型超分子聚合物的进展。     

水溶性含糖共轭聚合物的制备及应用

水溶性共轭聚合物具有优异的光学稳定性、高亮度、易于修饰和水溶性等特点,广泛应用于离子检测、蛋白检测和生物成像等领域。水溶性共轭聚合物主要通过在共轭聚合物的侧基或端基修饰水溶性的离子基团或水溶性聚合物实现其水溶性,水溶性共轭聚合物还可以通过引入功能性基团或聚合物使其具备不同的功能特性。糖化合物是天然存在的一类生物分子且大部分具有水溶性的特点,因此最近十几年来科研工作者将糖化合物引入共轭聚合物中以赋予共轭聚合物糖化合物的生物功能特性。本文总结了水溶性含糖共轭聚合物的制备方法、化学结构及其在凝集素、细菌检测和细胞荧光成像中的应用。最后总结了此类聚合物的特性、发展方向及目前所需解决的问题。     

形状记忆聚合物及其应用

形状记忆材料可对热、化学、机械、光、磁或电等外加刺激的触发作出响应,从而改变自身的技术参数。形状记忆聚合物作为一类重要的形状记忆材料,在航空航天、生物医学、电力电子、包装、智能控制系统等领域具有广泛的应用。分析了形状记忆聚合物的形状记忆机理,并介绍了几类常见的形状记忆聚合物及其在各领域中的应用,最后提出了形状记忆材料研究中的一些不足及解决措施。     

功能性含糖聚合物的研究

含糖聚合物具有良好的亲水性和生物相容性,糖单元的特异识别性又赋予了聚合物先进的生物功能性,因此近年来成为高分子科学及材料科学研究的热点。可控自由基聚合技术、"点击"化学的深入发展为合成各种结构及功能性的含糖聚合物提供了有效的途径。本文主要介绍了RAFT聚合技术、可控自由基聚合技术结合"点击"化学在合成功能性含糖聚合物方面的相关研究工作,以及我们课题组在合成刺激响应性含糖嵌段共聚物、含糖聚合物-多肽生物缀合物方面的研究。     

智能聚合物基材料富集磷酸化肽和糖肽的研究进展

翻译后修饰是蛋白质组学研究的前沿和重点,它不仅调节着蛋白质的折叠、状态、活性、定位以及蛋白质间的相互作用,也能帮助科学家更全面地了解生物体的生命过程,为疾病的预测、诊断和治疗提供更加强大的支撑和依据。翻译后修饰产物(例如磷酸化肽和糖肽)丰度很低,且存在着强烈的背景干扰,很难直接用质谱进行分析,因此迫切需要开发高效的富集材料和技术来选择性富集翻译后修饰产物。近年来,智能聚合物基材料通过外部物理、化学或生物刺激可逆地改变其结构和功能,实现对磷酸化肽和糖肽高度可控的吸附和脱附,进而衍生开发出一系列新颖的富集方法,极大地吸引研究者们的兴趣。一方面,智能聚合物基材料的响应变化包括材料疏水性的增加或减少、形状和形貌的改变、表面电荷的重新分布以及亲和配体的暴露或隐藏等特性。这些特性使得目标物和智能聚合物基材料之间的亲和力可以通过简单改变外部条件(如温度、pH值、溶剂极性和生物分子等)实现更可控和更智能的精细调节。另一方面,智能聚合物基材料为集成功能模块提供了便捷的可扩展平台,例如特定的识别组件,显著提高了目标物质的分离选择性。智能聚合物基材料在分离方面展现出巨大的潜力,这为蛋白质翻译后修饰产物的分析和研究带来了希望。围绕上述主题,该文依据Web of Science近20年来近50篇代表性文献,概述了智能聚合物基材料在磷酸化肽和糖肽分离及富集中的发展方向。     

基于多肽结构的聚合物水凝胶

多肽由于具有良好的生物相容性和生物可降解性、生物活性以及自组装特性, 近年来受到了广泛的关注。将多肽自组装特性引入到聚合物中,可赋予聚合物形成凝胶性并对凝胶网络分子结构做出一定控制,进而使凝胶具有如环境响应、力学可调等结构控制性能;将特殊功能性多肽引入到化学交联的聚合物凝胶网络中,可赋予水凝胶生物功能性,如细胞黏附、酶降解、抗菌等;将多肽的凝胶网络构建、结构控制作用以及功能性同时引入获得的物理/化学双重交联凝胶不仅赋予水凝胶一定的功能性,且多肽自组装贡献的物理交联结构还能对化学交联凝胶网络起增强作用。本文综述了基于多肽自组装的物理交联聚合物水凝胶、多肽功能化的化学交联聚合物水凝胶以及基于多肽的物理/化学双重交联的聚合物水凝胶,并展望了这些水凝胶的发展前景。     

响应性聚合物纳米材料作为药物载体的研究进展

近年来聚合物纳米材料被应用于药物递送系统的研究,其中刺激响应性聚合物纳米载体因具有载药稳定性好、生物相容性好等特点而成为研究热点,通过各种内在或外在条件给予适当刺激,响应性聚合物纳米载体能达到药物控制释放的目的.本文介绍了几种单一刺激和多重刺激响应性聚合物材料的研究进展及作为抗癌药物载体的优势,并对未来的发展方向进行了...     

智能性药物释放体系

本文综述了智能性药物释放体系的进展,结合智能高聚物对化学及物理响应性聚合物为基础的体系,结合我们的工作对其自反馈释放及通-断特性进行了探讨。     

环境响应性聚合物刷的制备与应用

聚合物在材料表面通过物理吸附或化学接枝所形成的刷子状单分子层被称为聚合物刷,环境响应性聚合物刷能够根据环境微小变化可逆改变自身的物理化学性质,高分子链构象呈现伸展或塌缩状态等,显示了潜在的应用价值。本文综述了环境响应性聚合物刷的研究进展,讨论了温度响应性、pH值响应性、光响应性聚合物刷的结构特征和环境响应性机制,以及聚合物刷的各种制备方法,并着重介绍了其在智能膜、药物控释、催化、自组装、分子器件等领域的应用。