CN108939267B - 药物控释装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种药物控释装置及其方法，其包括载药基材，载药基材由弹性材料制成，还包括附着在载药基材至少部分表面以阻止药物释放的屏障，屏障为机械性能与所述载药基材不匹配的脆性材料制成，屏障随所述载药基材的伸缩而伸缩；拉伸时,所述载药基材伸长,所述屏障产生贯通的裂纹或原有裂纹张开以供所述载药基材内的药物通过；撤去拉伸时,所述载药基材恢复形变，所述裂纹闭合以阻止药物通过。本发明是通过机械开合结构实现药物释放控制。通过拉伸基材，屏障局部产生缺口，形成机械性开口。

Description

药物控释装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种药物释放装置，尤其是机械门控的药物释放装置。
背景技术
药物控释是实现智能化、个性化药物释放的关键。相对于注射、口服药物等方法，药物控释可对药物浓度、剂量、速度、释放时间进行控制，具有药物利用率高，人工成本低的优势。传统药物控释主要通过调控温度、电、材料降解、酶、磁、酸碱度等条件控制药物释放，如通过施加交变磁场使材料温度交替变化来控制药物释放，或对共轭聚合物施加低电压控制药物释放，或通过使用不同降解速率的储存库封口材料，控制储存库内的药物释放。尽管这些药物释放在针对的领域内都有效，却对运动系统如反复拉伸的往复变形运动不敏感，而这种往复运动在肌肉骨骼系统显得尤为重要。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种针对反复拉伸的往复变形运动的药物控释装置。
本发明的技术方案是提供一种药物控释装置，其包括载药基材，其特征在于：所述载药基材由弹性材料制成，还包括附着在所述载药基材至少部分表面以阻止药物释放的屏障，所述屏障为机械性能与所述载药基材不匹配的脆性材料制成；给所述载药基材施加拉伸力时,所述载药基材伸长,所述屏障产生贯通的裂纹或原有裂纹张开以供所述载药基材内的药物通过；撤去拉伸力时,所述载药基材恢复形变，所述裂纹闭合以阻止药物通过。
优选的，当所述屏障拉伸时，其上在随机或特定位置产生所述裂纹。
优选的，所述屏障上设置有若干个一字形、十字形或米字形裂纹。优选的，所述载药基材为由弹性材料制成的薄膜，所述屏障为覆盖在所述载药基材一侧或两侧的薄膜结构。
优选的，所述载药基材上或载药基材内具有若干孔隙。优选的，所述载药基材为PCL的静电纺丝薄膜、PLCL的静电纺丝薄膜或PLCL溶剂挥发成膜。
优选的，所述屏障为骨蜡制成的涂层。
本发明还提供一种药物控释装置，其包括载药基材，其特征在于：所述载药基材由弹性材料制成，所述载药基材上具有若干个孔隙，所述孔隙内壁上设置所述屏障。
优选的，所述载药基材为PCL的静电纺丝薄膜、PLCL的静电纺丝薄膜或PLCL溶剂挥发成膜。
本发明还提供一种药物控释方法，其包括由弹性材料制成的载药基材、附着在所述载药基材至少部分表面以阻止药物释放的屏障，所述屏障为机械性能与所述载药基材不匹配的脆性材料制成；其包括以下步骤：
1）将所述载药基材两端固定在拉伸装置上、或固定在人或动物的活动部位上，所述活动部位包括关节、肌肉或血管；
2）通过所述拉伸装置或活动部位给所述载药基材施加拉伸力,驱动所述载药基材伸长,所述载药基材带动所述屏障伸长，从而在所述屏障上产生贯通的裂纹或原有裂纹张开，以释放药物；
3）所述拉伸装置或活动部位复位以撤去拉伸力,所述载药基材恢复形变，所述裂纹闭合，以阻止药物释放。
本发明的给药控释薄膜和装置是通过机械开合结构实现药物释放控制。通过拉伸基材，屏障局部产生缺口，形成机械性开口。当撤去拉伸时，弹性基材复原，屏障缺口关闭形成机械性闭合。通过往复拉伸，形成机械门的可控开合，从而控制药物释放。本发明可以广泛应用于药物治疗或试验上。
附图说明
图1是本发明最佳实施例的一种药物控释装置的结构示意图；
图2是采用PCL静电纺丝薄膜添加涂层前后对比的药物释放曲线；
图3是采用PLCL静电纺丝薄膜添加涂层前后对比的药物释放曲线；
图4是采用PCL静电纺丝薄膜反复拉伸的药物释放曲线；
图5是采用PLCL静电纺丝薄膜反复拉伸的药物释放曲线；
图6是采用PCL静电纺丝薄膜和PLCL静电纺丝薄膜时，不同拉伸次数的裂纹电镜图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
本发明提供一种针对反复拉伸的往复变形运动的药物释放控制装置和结构，而且是通过机械开合结构实现的。
如图1所示，本发明第一实施例中，这种药物控释装置的结构包括弹性的薄膜结构的载药基材10和覆盖在其两侧表面的非弹性屏障20组成。屏障20可通过粘胶、静电喷涂等方式附着在载药基材上，通过拉伸载药基材，屏障受力破坏，从而局部产生缺口，形成机械性开口，称为机械门。当撤去拉伸时，弹性基材复原，屏障的缺口关闭形成机械性闭合。通过往复拉伸，形成机械门的可控开合，从而控制药物释放 。缺口可以由于屏障的拉伸而随机产生，也可以在特定的位置，通过预先刻蚀特定结构（一字形、十字形、米字形等），使得缺口在特定的位置产生。
载药基材选用PCL（Polycaprolactone）和PLCL（Poly(ε-caprolactone-L-lactide)），并制作三种薄膜进行对比：1、PCL的静电纺丝薄膜（PCL EF）2、PLCL的静电纺丝薄膜（PLCL EF）3、PLCL溶剂挥发成膜（PLCL SF）。三种薄膜的非弹性屏障均选用骨蜡。通过反复拉伸来控制机械门。通过实验，我们先对载药薄膜的机械性能包括（杨氏模量、横向变形系数）、拉伸前后的表征以及涂层裂缝情况进行检测。然后，我们对三种载药薄膜的药物释放进行观察并分析结果。如图2所示，其显示弹性材料采用PCL时，添加涂层前后对比的药物释放曲线，x坐标为时间，y坐标为释放量，图3显示弹性材料采用PLCL，添加涂层前后对比的药物释放曲线，x坐标为时间，y坐标为释放量。图4、5显示，反复拉伸载药薄膜，药物释放总量出现阶梯样增高。本研究为优化用于往复运动的药物释放及临床应用打下基础。
本发明还提供另外一种实施例。载药基材是带孔隙的结构，孔隙内壁上设置颗粒或块状屏障。其可以在弹性纤维上喷涂颗粒状屏障，然后再编织或通过静电纺丝加工工艺，制作成具有弹性的块状或薄膜结构。或者通过溶剂挥发形成带载药孔隙的弹性结构的载药基材，然后拉伸载药基材，以暴露或扩大孔隙，此时载药基材也充当屏障的功能。回缩后，载药基材孔隙内的药材被材料阻挡，因而不能释放；在拉伸状态下，则可以向外释放。在试验过程中，也发现，对于某些特点的药物、载药基材，可能会出现在拉伸或撤去拉伸的瞬间，药物瞬时释放量较大。
图6是采用PCL静电纺丝薄膜和PLCL静电纺丝薄膜时，不同拉伸次数的裂纹电镜图，其充分显示了本发明的使用可靠性。
本发明不仅可以应用于药物治疗，也可以应用在各类化学试验中。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种药物控释装置，其包括载药基材，其特征在于：所述载药基材由弹性材料制成，还包括附着在所述载药基材至少部分表面以阻止药物释放的屏障，所述屏障为机械性能与所述载药基材不匹配的脆性材料制成；给所述载药基材施加拉伸力时,所述载药基材伸长,所述屏障产生贯通的裂纹或原有裂纹张开以供所述载药基材内的药物通过；撤去拉伸力时,所述载药基材恢复形变，所述裂纹闭合以阻止药物通过；
当所述屏障拉伸时，其上在随机或特定位置产生所述裂纹；
所述载药基材为由弹性材料制成的薄膜，所述屏障为覆盖在所述载药基材一侧或两侧的薄膜结构；
所述载药基材为PCL的静电纺丝薄膜、PLCL的静电纺丝薄膜或PLCL溶剂挥发成膜。
2.根据权利要求1所述的药物控释装置，其特征在于：所述屏障上设置有若干个一字形、十字形或米字形裂纹。
3.根据权利要求2所述的药物控释装置，其特征在于：所述载药基材上具有若干孔隙；或，所述载药基材内具有若干孔隙。
4.根据权利要求3所述的药物控释装置，其特征在于：所述屏障为骨蜡制成的涂层。
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