《ACS Nano》受控客体释放自供电贴剂和可注射凝胶

最近的进展导致了智能给药系统的发展，例如微芯片、微型泵和带有传感器的软设备；然而，可调节各种刺激的经皮和可植入系统的简便制备仍然难以捉摸。此外，电池的使用限制了它们的可穿戴和可植入应用。因此，为了克服这些缺点， 科研人员在此提出了一种简便的策略来制备具有基于分子守门员的纳米容器的机电化学响应软凝胶复合材料。

团队发现金属 -酚类配位网络可以作为一种有效的自修复和自适应看门人，以响应电和机械刺激，因为它具有可逆的动态键和对二氧化硅表面的粘附性。介孔二氧化硅纳米粒子的多孔通道充满客体分子，外部被金属-单宁酸（TA）网络包 裹。由于金属 -酚类网络的稳健性，客体分子被有效地捕获在通道中，但通过电和超声输入释放。客体释放速率的电压相关变化可根据需要控制剂量。水凝胶基质与响应性纳米胶囊的结合能够构建一系列自适应凝胶复合材料，这些复合材料能够响应电、超声、机电和摩擦电刺激连续释放客体。Korsmeyer-Peppas 模型显示释放机制是非 Fickian 的，这表明在来宾加载通道周围存在边界（当施加 2 V 时，n = 0.739，R2 = 0.9574）。该研究实现了基于透皮贴剂和具有远程可控释放特性的可植入凝胶的活性型药物递送应 用的有效平台。

示意图 1. 刺激响应 TA-FeIII/MSN 和 TA-FeIII/MSN 水凝胶装置示意图

图 4. (a) 刺激响应 TA-FeIII/MSN-Gel 珠和纤维的示意图。(b)改变电场后RB从 TA-FeIII/MSN-Gel 中的累积药物释放。(c)TA-FeIII/MSN-Gel的释放曲线分别响应 1.25 V（每次 2 分钟）和超声波（每次 2 分钟）的脉冲应用。(d) 超声和电压诱导的 NR 客体从 TA-FeIII/MSN-Gel 释放到猪皮肤中的可视化。(e) 不同处理条件下 TA-FeIII/MSN-Gel 的 NR 的皮肤渗透曲线。

相关论文以题为 Electro-Mechanochemical Gating of a Metal–Phenolic Nanocage for Controlled Guest-Release Self-Powered Patches and Injectable Gels 发表在《 ACS Nano 》上。 通讯作者 是 大邱庆北科学技术学院 Chiyoung Park 教授 。

参考文献：

doi.org/10.1021/acsnano.1c04276