日本科学家开发新型水凝胶可以根据温度和p

随着癌症在全球范围内的快速发展，治疗方法也需要不断升级和更加多样化，以实现个性化有效的治疗手段。

近年来，癌症治疗通常使用的是一些生物药，它们中包含不同的细菌和病毒等。然而，这些基于生物的药物在给药进入体内后很容易降解，从而失去药效。因此，从癌症治疗的角度来看，将这些药物有效地输送到肿瘤靶点并及时释放出来是至关重要的。

多重刺激响应型药物递送系统的出现，使靶向肿瘤部位的抗癌药物传递变得更加有效。水凝胶通常被用于药物传递系统，但要成为抗癌药物的有效载体，它们还需要对肿瘤微环境中的各种刺激做出反应。

近日，发表在《JournalofControlledRelease》上的一项研究中，来自日本东京理科大学的研究团队开发了一种新型水凝胶，可以有效地将药物递送到肿瘤，并能应对肿瘤微环境中温度和pH值的变化。这种具有多重刺激响应的水凝胶可以通过控制药物释放消除肿瘤切除后的残留癌细胞，为有效治疗癌症提供了新的希望。

水凝胶是一种独特的三维含水聚合物，用于有效的药物递送系统（DDS）。由于DDS的网状结构和有机组织的一致性，使装载在这些水凝胶中的药物保持相对稳定。此外，还可以通过设计水凝胶来控制药物的释放，使其对环境的微小变化（如温度或pH值）作出膨胀或收缩的响应。例如，当肿瘤微环境中的条件恰好是酸性水平时，这些DDS就会收缩，或膨胀并释放药物。

此前，还没有一种方法可以合成这种水凝胶，使其对多种刺激产生反应，并在肿瘤靶点部位释放药物。

近日，东京理科大学材料技术与科学系AkihikoKikuchi教授领导的研究团队在还原的肿瘤微环境中，开发了一种独特的可降解水凝胶。这种水凝胶可以模仿肿瘤微环境，实现在还原环境中对多种条件下的变化做出反应。

在这篇论文中，研究人员详细介绍了从合成聚合物聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDE）和含硫有机化合物胱胺（CA）中设计这些新型水凝胶的步骤。在低温下，这些水凝胶会膨胀，而在生理温度下则会收缩。此外，这些水凝胶由于具有氨基基团，因此可以对pH值的变化做出反应。需要注意的是，由于肿瘤细胞的糖酵解作用，肿瘤微环境的pH值在5.5-6.5之间波动。在这种环境的还原条件下，水凝胶会因二硫键断裂而降解，变成低分子量的水溶性低聚物，从而很容易从体内排出。

为了进一步测试药物释放特性，研究人员利用这些水凝胶对温度的依赖性溶胀-消溶胀行为，加载了特定的蛋白质，并测试了在酸性或还原条件下控制药物的释放。研究人员发现，通过改变水凝胶聚合物网络的间隙可以控制载药量。这意味着可以定制供特定药物递送的系统。此外，水凝胶网络结构和网络中静电的相互作用保证了蛋白质在递送前的完整性，不会受到水凝胶随周围环境pH值变化而膨胀或收缩的影响。研究人员发现，加载蛋白质的药物只有在还原条件下才能完全释放。

利用这些水凝胶以及它们所提供的易处理性，医生可能很快就可以设计出针对患者的“定制化”水凝胶，从而促进个性化药物的开发和使用。除此之外，这种新的药物递送系统提供了一种杀死手术后留下的癌细胞的方法。在肿瘤切除后将这种材料植入患处，可以消除残留的癌细胞，使其成为一种更强大的治疗工具。

随着癌症在世界范围内的肆虐，治疗选择需要多样化和升级，以实现定制化和有效的治疗。这种独特而简单的设计技术

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