随着时间的推移 研究可能导致可注射凝胶释放药物

给病人注射几个月就能溶解的凝胶，可以代替每天一次或每周一次的要求。但是为了使它成为可能，研究人员必须首先创造一种类似果冻的物质，这种物质可以违抗自然的基本法则之一。

凝胶是通过将聚合物混合到液体中形成粘性物质而形成的，这对于从固定头发到眼睛上的浮动隐形眼镜的一切都是有用的。

研究人员希望通过将药物化合物混合并注射到患者体内来开发用于医疗保健的凝胶，这样凝胶可以在几个月内释放出活性药物成分，从而避免每周或每天进行针灸。

然而，碍事是一个很容易理解的问题，因为在海滩上使用发胶和在暴风雪中使用发胶的区别——寒冷和炎热会改变凝胶的特性。

材料科学与工程助理教授埃里克埃里克阿佩尔说：“我们可以在室温下制造出具有适当缓释特性的凝胶，但一旦注射进去，人体的热量会很快将其溶解，药物释放过快。”

在《自然通讯》杂志发表的一篇论文中，Apel和他的团队详细介绍了他们成功地迈出了制造具有耐热性和热力学定律巧妙弯曲的可注射凝胶的第一步。

阿佩尔描述了打破规则背后的科学，其方式类似于制作果冻：将固体成分倒入水中，然后加热并搅拌均匀。当混合物冷却时，分子结合在一起，果冻就凝固了。然而，如果果冻被重新加热，固体会液化。

Jello的例子说明了两个热力学概念之间的相互作用：焓(用于测量添加到材料中或从材料中减去的能量)和熵(用于描述能量变化如何使材料在分子水平上或多或少有序)。Appel和他的团队必须制作一种不会融化的药用果冻，这样当冰冷的固体被人体加热时，就失去了它的时间释放特性。

为此，斯坦福大学的研究团队创造了一种由两种固体成分组成的凝胶，即聚合物和纳米粒子。聚合物很长，像面条一样，有自然缠结的趋势，而纳米粒子(只有人类头发宽度的1/1000)促进了这一趋势。研究人员首先将聚合物和颗粒分别溶解在水中，然后将它们搅拌在一起。当混合组分开始结合时，聚合物就紧紧地包裹在颗粒周围。第一作者安东尼余是斯坦福大学的研究生，现在麻省理工学院做博士后。

聚合物和颗粒之间的强亲和力挤出夹在它们之间的水分子，随着更多的聚合物和颗粒凝结，混合物在室温下开始凝胶化。至关重要的是，这种凝胶化过程是在不增加或减少能量的情况下实现的。当研究人员将这种凝胶暴露在人体温度(37.5C)下时，它不会像普通凝胶那样液化，因为分子Velcro效应使熵和焓(顺序和温度分别变化)大致与热力学保持平衡。

Appel说，需要做更多的工作来使可注射的缓释凝胶对人类使用安全。虽然这些实验中的聚合物是生物相容的，但这些颗粒来自聚苯乙烯，而聚苯乙烯通常用于制造一次性餐具。他的实验室一直在尝试用完全生物相容的成分制造热力学中性凝胶。

如果他们成功了，那么在资源贫乏的地区，很难管理目前可用的短效药物，延迟释放凝胶可能被证明用于提供抗疟疾或抗艾滋病毒治疗。

Appel说：“我们正在尝试制作一种可以用针注射的凝胶，然后会有一个小点，在三到六个月内溶解非常缓慢，以提供持续的治疗。”“这将改变全球重大疾病的游戏规则。”

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