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在过去十年中,为了加强药物剂量的准确性和药物的给药定时,可植入性的药物输送系统(implantable Biomedical Nano-Electro-Mechanical-System,BioNEMS))已经被广泛研究。纳米通道的药物释放系统(nanochannel delivery system,nDS),已经被证明能够长期连续释放药物,时效性可从数周到数月,并且可经由精密微加工技术制造出来。尽管如此,纳米通道的药物释放系统仅具有持续释放的特点,因此,一个新药物释放系统除了具备持续释放外,更应该具备主动控制药物释放的能力。 本研究提出了新一代纳米通道可植入式药物释放系统,并利用铂电极来调控它的药物释放速率。纳米通道可植入式药物释放系统上的铂电极是通过电子束和溅射沉积到纳米通道体膜上。纳米通道的分子运输可经由电极间的电压(~1.5 V)来控制。当外部施加电压的时候,经由离子极化,可以停止离子膜微米通道和纳米通道之间界面的传递。为了测试这一点,研究进行了在低电位下的分子释放实验。实验结果表明,在低电压下,离子极化发生在通道界面,并借此减弱或停止离子的迁移。本研究更利用这现象,重复的控制树突状富勒烯(DF-1)和氨甲蝶呤(MTX)的运输和中断。由于DF-1和MTX都可以在电压下进行响应,并且可以作为许多疾病的治疗剂,像是类风湿性关节炎、多种类型的癌症和银屑病,因此被选定为模型分析分子。体外实验是在模拟体内离子强度溶液环境进行,而植入实验则是透过低能量蓝牙远程控制进行。在施加交流电场下,DF-1和MTX通过NDS膜的扩散传递,是利用客制化机械转盘结合Varian Cary50生物紫外可见分光光度计进行光度法加以评估。实验结果表明,可调控的纳米通道药物释放输送系统可用于相关药物分子的临床应用。 这种新颖的可植入式纳米通道药物释放技术,具有主动且可控的分子输送熊力,可为癌症,心血管疾病及内分泌紊乱等等慢性疾病提供治疗方案,实验结果表明,该系统在未来医学领域中的个性化药物释放载体上有很大的发展潜力。