Контролируемое выделение лекарств

Гель в набухшем состоянии «нагружают» лекарством. В сколлапсированном состоянии гель не отдает лекарство, диффузия становится возможной лишь при набухании геля. Переход геля из сколлапсированного состояния в набухшее может быть вызван различными факторами. Так, изменение рН среды от 5 до 7 приводит практически к полной остановке выделения кофеина из геля на основе сополимера кетилмет- акрилата и 2-(А,А-диметиламино)этилметакрилата.33 УФ-облучение, наоборот, ускоряет диффузию и-аминобензоата из поли-2-оксиэтилметакрилатного геля, содержащего азобен­зольный хромофор.

Для контролируемого температурой выделения веществ может быть использована обратимая сорбция на поверх­ности частиц латекса. гидрогели, чувствитель­ные как к изменению рН, так и температуры. При 37°С и рН 1.4 (условия внутри желудка) ТГ на основе сополимеров НИПАА с акриловой кислотой и полидиметилсилоксаном находятся в сколлапсированном состоянии. Индометацин или амилаза, включенные в гранулы ТГ, практически не диффундируют наружу. При 37°С и рН 7.4 (условия внутри кишечника) ТГ сильно набухает и включенные вещества быстро выделяются во внешнюю среду: за 5 ч выделяется более 90% индометацина. Таким образом, была создана система с направленным транспортом и пролонгированным выделением лекарственного вещества.

Создание искусственной поджелудочной железы, т.е. устройства, выделяющего инсулин в ответ на изменения концентрации глюкозы, позволит решить серьезные проб­лемы лечения многочисленных больных сахарным диабетом, поэтому разработка таких систем вызывает неослабный интерес.

Графт-сополимеризация позволяет превращать гидрофильную (при температуре ниже НКТР) поверхность в гидрофобную (при температуре выше НКТР). Это может быть использовано для направлен­ного транспорта микрочастиц с лекарством в организме или для выделения и очистки биомолекул (гидрофобная хрома­тография). Клетки микроорганизмов также по-разному взаи­модействуют с гидрофильными и гидрофобными поверхнос­тями.

Сенсорные системы

Растворы и гидрогели СЧ- полимеров чувствительны к небольшим изменениям свойств внешней среды, т.е. пред­ставляют собой уже готовые сенсоры этих свойств. Напри­мер, набор растворов полимеров с различными НКТР может служить как термометр.

По действием УФ-света происходит транс - цис-изомери- зация азобензольного хромофора. При температуре чуть выше НКТР в отсутствие УФ-облучения (видимый свет) раствор мутный из-за образования нерастворимой полимер­ной фазы. УФ-Облучение повышает НКТР (с 14 до 21°С), и сополимер, находясь при температуре ниже НКТР, посте­пенно растворяется (система становится прозрачной). При прекращении УФ-облучения НКТР снижается, сополимер опять образует нерастворимую полимерную фазу, и система вновь становится мутной. водные растворы таких сополимеров представляют собой сенсор, реагирующий на УФ-облучение.

Примеры демонстрируют широкие возможности использования СЧ- полимеров для созда­ния исключительно простых, надежных и достаточно чув­ствительных сенсорных систем.

Гели с наноструктурой

В неионизованном модифицированном геле гидрофобные звенья участвуют в образовании агрегатов по всему его объему и формируют таким образом уникальную наноструктуру системы. Наноструктура чрезвычайно чувствительна даже к небольшим изменениям рН среды, вызывающим ионизацию звеньев геля.

Схема изменений наноструктуры гидрофобно модифицированных полиакрилатных гелей при варьировании рН. Гель (в виде регулярной сетки) с недиссоциированными карбоксильными группами (-СООН) находится в коллапсе вплоть до рН4. Когда рН увеличивается, гидрофобные звенья агрегируют и образуются кластеры. При еще большем увеличении крупные кластеры дробятся на более мелкие.