文 献 综 述

摘要：

水凝胶，它是一类具有三维网状结构，内部空间能够大量固定水分子的软材料。在生活中，医药工程等方面有着广泛的应用。水凝胶作为药物储库可以大量包载药物，并以一定的速率，将药物在靶部位释放。它与传统给药系统如片剂、注射剂、胶囊等相比，水凝胶的优点在于可以长时间维持血药浓度的恒定，避免频繁给药产生的血药浓度”峰谷”现象，还可减少药物服用次数减缓病人的痛苦。［1］实验中多主要采取酶促法（酶合成法）即利用酶的催化反应使氨基酸前体偶联转变成能够自组装的短肽凝胶因子，从而启动自组装形成水凝胶。通过改变肽类凝胶因子的浓度，可调节水凝胶的孔径和孔隙率等参数，实现药物的控释。

关键词：水凝胶 药物给药系统 酶促法 小肽

1.前言

水凝胶是一种含亲水基的交联三维空间网络状聚合物，在水中只能溶胀而不能溶解。根据对环境刺激应答不同可分为传统水凝胶和环境敏感水凝胶［2］，其中，环境敏感水凝胶又称智能水凝胶［3,4］。智能水凝胶的突出特性是当外部环境发生变化达到某一临界区域时，会发生不连续的突跃式变化，即体积相转变。它是集感知、驱动和信息处理于一体，形成类似于生物体的、具有智能属性的一类功能材料。常见的智能水凝胶包括pH、温度、光、电场、磁场、化学物质、离子强度敏感水凝胶等。近年来，智能水凝胶在药物控释缓释方面的研究受到了极大的关注，也取得了许多研究成果，这必将推动智能给药系统的发展。而本课题通过基于酶促法构建药用小肽自组装水凝胶来进行我们的一系列研究。

2.小分子水凝胶

小分子化学是关于分子间相互作用和分子聚集体的化学。自诺贝尔奖获得者J-M Lehn提出超分子概念后，超分子化学经过20多年的发展形成了自己独特的概念和体系。某些有机小分子在水中能自发地形成高级有序的分子纳米纤维结构，进而聚集成水凝胶，这种水凝胶被称为”超分子水凝胶”［5,6］，而那些有机小分子则被称为”超分子水凝胶基元”［7,8］。 超分子水凝胶对于pH、温度、离子强度等外部刺激能迅速做出响应，这些性质使超分子水凝胶在生物传感器、控制药物释放、三维细胞培养、组织工程以及软材料等研究领域具有潜在的应用价值［9,10］。

小分子水凝胶就是小分子在溶剂水中通过氢键、π－π共轭等非键相互作用结合在一起，形成纤维三维网状结构。小分子水凝胶展现出一些新颖的特征：①小分子高度有序自组装成纤维；②形成的凝胶具有很强的热可逆性；③具有低的最小凝胶化浓度；④高度耐盐及其他添加剂。

小分子水凝胶中的小分子通常是由亲水性和疏水性的芳基或长碳链两部分组成，亲水部分提供了分子与水的相容性，而疏水部分产生的疏水相互作用普遍被认为是小分子自组装的主要驱动力［11］。为了更好地理解小分子水凝胶的形成机制，可以将小分子水凝胶的结构分解成像蛋白质一样的一级结构、二级结构和三级结构，其中三级结构决定体系是形成凝胶还是形成沉淀［12］。