智能性生物医用高分子研究进展 - 中国科学.pdfVIP

中国科学 B 辑 :化学 2008 年 第 38 卷 第 10 期 : 867 ~ 880 SCIENCE IN CHINA PRESS 智能性生物医用高分子研究进展 ①② ① ①* ① ① 肖春生 , 田华雨 , 陈学思 , 庄秀丽 , 景遐斌 ① 中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室, 长春 130022; ② 中国科学院研究生院, 北京 100039 * 联系人, E-mail: xschen@ 收稿日期：2008-05-26; 接受日期：2008-06-14 国家自然科学基金面上项目(批准号 、杰出青年基金项目(批准号、国家自然科学基金重点项目(批准号： 、A3 国际合作重大基金项目(20621140369)和科技部国际合作重点项目(批准号资助 摘要 智能高分子材料能够响应外界环境的微小刺激, 引起自身构象, 极性, 相 关键词 结构, 组成结构等物理化学变化, 表现出“智能”的特性, 已被广泛应用于生物医学 刺激响应性 和纳米技术领域. 文中将以智能水凝胶体系, 智能载药体系和智能识别体系为例, 智能高分子 综述智能高分子材料在生物医学上的研究进展, 并展望其应用前景. 水凝胶 载药体系 分子识别 由蛋白质, 多糖, 核酸等生物高分子所构筑的生 外界刺激下, 能够使纳米粒子形变、分散(胶束, 微囊), 物体系, 能够精确地响应外界环境微小的变化, 而行 或溶胀、收缩(微凝胶, 核/壳交联的粒子), 从而实现 使其相应的生物学功能(如单个细胞的生命活动). 许 在病灶部位定点, 持续性的控制释放[2,3] . 将智能高 多合成高分子也具有类似的外界刺激响应性质, 而 分子和具有分子识别功能的生物活性分子结合而成 且已经被广泛研究用于智能或仿生体系, 特别是在 的智能识别体系, 不但能够识别相应的靶分子, 而且 生物医学方面, 可用于药物控制释放, 生物分离, 生 在外界刺激后, 体系会发生相分离等, 可用于生物分 物分子诊断, 生物传感器和组织工程等领域. 常见的 [4] 离, 生物传感器, 癌症分子诊断等 . 刺激敏感型高分子材料有温度敏感, pH敏感, 光敏感, 电敏感, 生物活性分子敏感等, 以及混合敏感型. 本 1 智能水凝胶体系 文将着重介绍智能水凝胶体系, 智能纳米载药体系, 水凝胶根据其来源, 可分为天然凝胶和合成凝 以及智能识别体系. 水凝胶是生物医用材料最广泛 胶. 天然凝胶主要来源于胶原、透明质酸、纤维蛋白、 的应用形式之一. 它是由水溶性的高分子通过物理 海藻酸、琼脂糖和壳聚糖等. 合成凝胶则主要是由聚 或化学交联, 并吸收从 10%~20%到数千倍于自身重 甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙 量的水分而成的凝胶材料. 含智能响应高分子的水 二醇(PEG) 、聚丙烯酸(PAA) 、聚丙烯酰胺(PAAm) 、 凝胶, 能够响应外界环境的刺激,