人们正在开发新的受控制的药物释放体系以克服传统的剂量类型的不足。例如，受刺激的药物释放已被用来克服由于恒定的释放率所引起的耐药性问题，并模拟激素浓度的生理模型，在需要时供给药物。对刺激敏感的多聚物在药物的受激释放方面有潜在的应用价值。它们能响应环境条件的变化而改变它们的结构或化学性质。来自环境的刺激包括温度、pH、光（紫外光或可见光），电场或者某些化学物质。刺激敏感型的凝胶网络其体积变化对外部刺激尤为敏感，但膨胀却缓慢发生。这些体系不仅能用在药物的控释上，而且能帮助我们深入了解分子间的相互作用。在此我们报道一种新的多聚物体系，它能对微小的电流发生反应，通过将固态的多聚复合物分解为两个能溶于水的多聚物，很快地由固态变为溶液。我们证实用这种多聚物体系能实现胰岛素的调节释放，由此也能推广到其它的大分子物质。

聚乙基恶哇啉（PEO_X）与聚甲基丙烯酸（PMAA）或聚丙烯酸通过羧基与恶唑啉基之间的氢键能形成复合物。在一个乙基恶唑啉重复单位上有两个可能与羧基形成氢键的位点：羰基氧和氮原子。由于重复单位之比为1：1，因而羰基氧也许就是主要的反应基。

为了制备这种复合物，将0.099克PEO_X（平均分子量为500，000）和0.086克PMAA（平均分子量60，000）各溶于10毫升蒸馏水中。将这两种多聚物溶液混合，使重复单位之比为1：1，复合物就立即形成了。它在pH5以下时为粉末状沉淀，pH高于5.4则很快溶解，但在pH5.0时过一个月也溶解不完全。这是由于PMAA的羧基在不同pH条件下离子化或去离子化而产生的，这种在沉淀PH和溶解pH值上明显的差别可能是由于PMAA的羧基在复合物形成前后其pKa的变化，或者由于动力学上的差异所引起的。

为了进行膨胀研究，我们将这种多聚复合物做成一个圆盘状。为了完成这一步，先将沉淀颗粒过滤，然后在丙酮/水（体积比为65/35）中浸泡1小时，形成粘性的膨胀颗粒。这种膨胀多聚物被整合到两块聚四氟乙烯块之间再压紧，形成一个厚2 mm直径15 mm的圆盘状模片，再真空干燥3天。实验前，这个圆盘在0.9%的盐溶液中预膨胀。此盐溶液在空气中平衡过10天以上，其最终PH为5.1+0.15。圆盘在3天内可达到膨胀平衡，其平衡水含量为总重量的30%。

将膨胀了的模片连接在一个由铂丝织成距离正极1 cm的负极上，浸入0.9%的盐溶液中，用磁力搅拌器不断地搅拌溶液并每隔15分钟换一次新鲜溶液。当通上一个电流时，固态的模片朝负极的表面开始溶解，并且没有发现有复合物重新形成。由于水的电解，负极产生OH^-，使负极周围的局部pH值增加，两种多聚物之间形成的氢键被破坏，引起多聚复合物的分解而形成两种水溶性的多聚物。

为了将这种多聚物体系应用于溶质的调控释放，我们选择胰岛素作为模式化合物。将常规锌胰岛素（10毫克）悬浮于10毫升混合多聚物溶液中（PH5.5），用0.1 M HCl溶液降低悬浮液PH至5以下而形成复合物，再将这种含有胰岛素的多聚物按上面描述压成圆盘。胰岛素的装载量为总重量的0.5±0.2%（n=3）。在加电流之前将圆盘在0.9%盐溶液中浸泡3天。在这3天平衡期间所释放的胰岛素不到开始胰岛素装载量的4%。释放试验是在5毫安电流下进行，胰岛素的释放量用放射免疫分析法测定。

当我们给含胰岛素的模片加上一个阶梯函数的电流时，胰岛素则以一个阶梯状的方式释放，直到70%已释放完为止。释放速率有这么大的偏差是由导致胰岛素装载体系不规则腐蚀的缺损所引起的。在没有电流时，几乎检测不到分散在模片当中的胰岛素的释放。

虽然我们的工作离实际应用还有很长一段距离，但这种构思在考虑了多聚物的毒性和构造后能用来开发可植入的治疗体系；或者用来作为远离生理条件的单独体系，如离子电渗疗法或者一种连接着生物传感器的贮存库。这种途径也有可能用在有功效的但目前还难以进行激发释放的多肽分子上。

[Nature，1991年11月28日]