本发明专利技术公开了一种聚焦超声同步控制形状记忆载药聚合物的形状记忆及药物释放的方法。其特点是该方法利用聚焦超声作为刺激源，使超声波通过介质传导后聚焦于形状记忆载药聚合物，通过调节聚焦超声系统的时间、功率、频率、焦距、焦域、声强、传播介质种类控制形状记忆载药聚合物的形变回复，同时控制所载药物的定时、定量、定位释放。其中聚焦超声系统由信号发生器、功率放大器、超声换能器、形状记忆载药聚合物、介质以及超声信号或药物检测系统组成。形状记忆载药聚合物可通过原位聚合、机械共混、溶液共混或溶液渗透等方法制得。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于形状记忆及药物释放领域，涉及一种新型的利用超声刺激实现可控的形状记忆载药聚合物材料形状记忆及药物释放的方法。
技术介绍
形状记忆材料是指能够感知环境变化，并响应这种变化，恢复到预先设定形状的材料。形状记忆材料包括形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物。其中，形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer，简称SMP)具有可恢复形变量大、记忆效应显著，加工成型容易、使用面广、价格便宜等优点，被广泛用于智能纤维、热缩管以及人体内置材料领域。目前研究的最多的形状记忆聚合物是热致型形状记忆聚合物，将温度升高到材料的玻璃化转变温度或熔融温度以上对其进行形状设计，温度降低后固定材料的临时形状，应用时，升高材料温度使其形状回复。形状记忆材料可以通过热液体流、热气流、辐照、电场或交变磁场等外界刺激手段来实现，这些刺激手段拓宽了形状记忆材料的应用领域，但在更多的实际情况下，如微创介入医疗器件等，需要寻找新的刺激手段控制形状记忆过程。超声波是一种机械振动波，频率为2X 104-l(fHz。超声波分为低频超声和高频超声，低频超声空化阀值低，波长较长，难以聚焦，可以用于清洗、焊接、细胞瓦解、体外碎石、 声化学反应。高频超声空化阀值高，波长较短，聚焦容易，可以用于媒介探测(工业超声检测、医学B超等)、按摩治疗、肿瘤治疗等。高频超声容易聚焦，可过特殊聚焦换能器将超声波声能聚焦于特定位置，形成高能量超声焦域，在焦域内瞬间可达到高温，并产生空化、机械剪切作用等，导致一系列物理、化学和生物学效应，而对焦域外的地方无显著影响。高强度聚焦超声具有良好的穿透性、定位性和能量沉积性。在医学上，聚焦超声治疗是一种非侵入治疗的新技术，即无需手术切开情况下，将体外发射的超声波透过表面组织，在体内组织内聚焦产生效应。聚焦超声已经在临床上用于肿瘤消融、杀死癌细胞等。本专利技术将聚焦超声波作为同时触发形状记忆和药物释放聚合物材料的刺激方式， 将聚焦超声作用于聚合物材料时对聚合物有显著的选择性热效应，即当聚合物材料置于水、生物组织、血液介质时，处于聚焦超声波焦域的聚合物会瞬间被超声波加热至一定温度，而周围的水、生物组织、血液介质环境的温度却无显著变化。这一效应被我们应用于间接加热形状记忆聚合物，使其形变回复。同时超声还可通过机械振动、空化、加热等共同作用于聚合物，提高聚合物链的运动能力、提高药物的扩散速率，对载药的形状记忆聚合物产生控释作用。本专利技术利用以上原理，通过调节聚焦超声系统时间、功率、频率、介质种类等参数控制载药形状记忆高分子材料的形状回复，同时控制所载药物的定时、定量、定位释放。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种，其特点是设计并制备具有形状记忆性能的载药聚合物，通过超声辐照同时实现聚焦超声的定位形状回复及药物释放功能。本专利技术是通过以下技术措施实现，其中所述原料分数除特定说明外，均为重量份数，其特征在于该方法制备形状记忆载药聚合物，在其形状记忆转变温度以上通过拉伸、压缩和弯曲方式根据实际需要设计并产生各种形变，然后降温至其形状记忆转变温度以下使临时形状固定；信号发生器发出一个电子信号，由功率放大器转变为超声波信号，通过聚焦超声换能器产生一定频率和强度的超声波，通过介质传导聚焦于形状记忆载药聚合物的形变部位，在聚焦超声波的刺激下，形状记忆载药聚合物回复其永久形状，同时释放包埋药物；通过聚焦超声时间、功率、频率、焦距、焦域、声强和传播介质来控制形状记忆载药聚合物形变回复速度和包埋药物的定时、定量、定位释放。该形状记忆载药聚合物由以下组分组成(A)形状记忆聚合物100份；其形状记忆转变温度为Tz，;35°C彡Tz彡85°C。(B)药物 0. 1 80 份。形状记忆载药聚合物的聚合物基体为聚降冰片烯、聚氧化乙烯、聚苯乙烯-丁二烯共聚物、反式聚异戊二烯、聚乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚乙二酸乙二醇酯、交联聚乙烯、聚甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯类共聚物、聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯、尼龙、聚乳酸-己内酯共聚物或聚乙烯醇中的任一种。形状记忆载药聚合物的药物为商品化药物或钙、镁、钾、铜金属盐类药物中的任一种；药物通过加工、溶液浸泡或原位聚合的方法溶解或分散在聚合物基体中。形状记忆载药聚合物的制备方法为(1)热塑加工聚合物与药物通过熔融混合后，通过挤出或注射或模压成型；(2)溶液共混将聚合物溶于溶剂中与药物经机械搅拌或超声振荡均勻混合，除去溶剂，通过挤出或注射或浇铸或模压成型；(3)原位聚合将药物与聚合体系混合后倒入模具中在一定温度下聚合成型，其中聚合体系包括单体、交联剂、引发剂；(4)溶液渗透将预先制得的形状记忆聚合物基体浸入药物溶液中，药物通过渗透进入聚合物网络后干燥制得。的聚焦超声装置包括信号发生器(1)、功率放大器( 、聚焦超声换能器C3)、传播介质(4)、形状记忆载药聚合物(5)及超声信号或药物释放检测系统(6)；信号发生系统与功率放大系统相连， 功率放大系统与聚焦超声换能器相连，超声信号或药物释放检测系统与信号发生器相连； 根据形状记忆及药物释放的需要，设定聚焦超声的信号程序，进一步进行功率放大，通过聚焦超声换能器将电信号转化为机械能信号，在声波传播介质中产生超声波；其中，a)信号发生系统产生的正弦、余弦波、方波、脉冲波和连续波信号；b)功率放大系统产生的可控功率范围为1 2000瓦，频率范围为500千赫兹 50兆赫兹；c)聚焦超声换能器焦点距离范围为2 30cm ；d)声波传播介质为水，超声体模和生物组织中的任一种。具有以下优点(1)本专利技术为侵入和非侵入式，是形状记忆载药聚合物微创介入医疗器件的理想的远程刺激方式；(2)能被聚焦，实现远程控制；(3)与光刺激相比，穿透深度大；(4)改变聚焦超声装置的参数可以调控超声作用位置和作用时间；(5)安全性高；(6)系统操作方便，可控性强。 附图说明图1是聚焦超声-形状记忆及药物释放系统装置图图2.聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)/硫酸铜载药形状记忆聚合物系统的形状回复率随时间的变化图具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本
技术实现思路
对本专利技术作出一些非本质的改进和调整。实施例1 (1)如图1所示聚焦超声装置，其参数分别为超声功率为0-500w，换能器直径为 39mm，焦距为2cm，频率为500kHz，焦斑直径为3mm，超声作用方式为连续式方波。(2)将聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)/硫酸铜载药形状记忆聚合物的制备 将66份甲基丙烯酸甲脂、34份丙烯酸丁酯、1. 12份乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、0. 56 份偶氮二异丁腈(AIBN)与10份硫酸铜混合均勻，浇铸到平板玻璃模具中，在55°C水浴中聚合M小时后取出。差示扫描量热法测得其形状转变温度为46°C。将该材料在烘箱中加热至80°C，弯曲为直角形后，迅速降至室温固定其暂时形状。(3)聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)/硫酸铜载药形状记忆聚合物在高强聚焦超声下的形状回复行为及药物控制释放行为将制备好的聚合物置于管状玻璃容器中，并置于37°C水浴中。开启超声波仪器，超声功率为20W，超声本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．聚焦超声同步控制形状记忆载药聚合物的形状记忆及药物释放的方法，其特征在于：该方法制备形状记忆载药聚合物，在其形状记忆转变温度以上通过拉伸、压缩和弯曲方式根据实际需要设计并产生各种形变，然后降温至其形状记忆转变温度以下使临时形状固定；信号发生器发出一个电子信号，由功率放大器转变为超声波信号，通过聚焦超声换能器产生一定频率和强度的超声波，通过介质传导聚焦于形状记忆载药聚合物的形变部位，在聚焦超声波的刺激下，形状记忆载药聚合物回复其永久形状，同时释放包埋药物；通过聚焦超声时间、功率、频率、焦距、焦域、声强和传播介质来控制形状记忆载药聚合物形变回复速度和包埋药物的定时、定量、定位释放。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：夏和生，费国霞，李果，韩建军，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90
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