智能生物材料：徹底改變藥物輸送
Smart Biomaterials: Revolutionizing Drug Delivery
猶
他
大
學(xué)
At the University of Utah
智能生物材料，有時(shí)被稱為響應(yīng)性或刺激響應(yīng)性生物材料，是一類復(fù)雜的工程材料，能夠?qū)Νh(huán)境特定變化做出響應(yīng)。這種卓越的復(fù)雜性賦予了它改變現(xiàn)代療法的潛力，尤其在藥物輸送領(lǐng)域。
藥物輸送的巧藝
藥物或治療的實(shí)施過程深刻影響著解決方案的Z終有效性。
由于釋放特性、吸收速度和準(zhǔn)確性等關(guān)鍵方面受到影響，研究人員和藥品制造商投入大量資源來改進(jìn)藥物輸送過程也就不足為奇。除了這些復(fù)雜性之外，當(dāng)今的許多醫(yī)療干預(yù)措施嚴(yán)重依賴于一致的人類行為，而這被廣泛認(rèn)為是不可靠的。
由于存在如此多的缺點(diǎn)，有可能嚴(yán)重破壞治療的成功結(jié)果，因此，在需求和便利的融合的推動(dòng)下，對(duì)能夠自主、智能地運(yùn)行、有效消除人類微觀管理的需要的生物材料有著巨大的需求。
猶他大學(xué)的Jeff Bates教授及其團(tuán)隊(duì)正在積極應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。該團(tuán)隊(duì)專注于開發(fā)一系列聚合物配方，這些配方具有分析物敏感性、可觸發(fā)響應(yīng)的特性，并且適用于藥物輸送或在理想條件下表現(xiàn)出這些行為。他們的目標(biāo)是將這些配方轉(zhuǎn)化為水凝膠或生物墨水，以充分利用3D生物打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。尤其值得注意的是，該團(tuán)隊(duì)專注于那些可能影響體液水平變化的條件，與眼睛或口腔中可見的穩(wěn)態(tài)水平進(jìn)行比較。
"基于必要性和便利性的結(jié)合，對(duì)于材料的自力更生和自主（智能）而無需人工干預(yù)的需求是巨大的?！?nbsp;
– Ashwin Velraj，Bates教授實(shí)驗(yàn)室
的博士生
多種材料和多種模式
為了改進(jìn)治療過程，Bates團(tuán)隊(duì)正在打破傳統(tǒng)的思維模式。通過結(jié)合多種材料和生物打印方式，他們超越了傳統(tǒng)生物打印的極限。
該團(tuán)隊(duì)通過 BIO X 利用擠出打印，并通過 LUMEN X 利用基于 DLP 的生物打印。這種結(jié)合兩種不同生物打印技術(shù)的新穎方法賦予他們獨(dú)特的能力，可以捕獲特定的幾何形狀，從而更好地再現(xiàn)體內(nèi)環(huán)境。
具體來說，BIO X 的強(qiáng)大功能用于打印多平臺(tái)、多層和多組件結(jié)構(gòu)，而 LUMEN X 和光打印提供的固有高分辨率則用于在光敏水凝膠和后續(xù)升級(jí)策略中制作更精細(xì)的細(xì)節(jié)原型。
使用 LUMEN X 進(jìn)行的打印實(shí)現(xiàn)了孔徑控制和脫模層。
智能生物材料的下一步是什么？
Bates 教授和他的團(tuán)隊(duì)看到了生物打印的巨大潛力，可以開創(chuàng)個(gè)性化醫(yī)療保健的新時(shí)代。然而，為了充分發(fā)揮這一優(yōu)勢(shì)并發(fā)揮智能生物材料的全部功能，確保其可打印性至關(guān)重要。
Bates教授和他的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，下一階段的研究重點(diǎn)是微調(diào)這些功能性聚合物，不僅確?？芍貜?fù)打印，而且優(yōu)化打印過程，以擴(kuò)大執(zhí)行這些任務(wù)的人員范圍，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)即時(shí)護(hù)理治療的可能性。
Ashwin Velraj 與 BIO X 和 LUMEN X
Bates實(shí)驗(yàn)室的博士生 Ashwin Velraj 更詳細(xì)地講述了他們想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)：
“我們希望通過克服聚合物配方可能出現(xiàn)的固有局限性，展示在不同的打印技術(shù)中打印材料所需的基礎(chǔ)知識(shí)。基于我們目前的工作，我們期待達(dá)到這樣一個(gè)階段：只需Z少的培訓(xùn)或聚合物科學(xué)知識(shí)即可快速打印由診斷和治療模式組成的多層平臺(tái)，從而使該技術(shù)成為定制疾病檢測(cè)和觸發(fā)響應(yīng)性藥物遞送選項(xiàng)的簡便工具?！?/strong>
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