據外媒New Atlas報道，儘管有一些植入物能在體內特定部位逐漸釋放藥物，但很難控制其釋放速度。然而，一種實驗性的新設備可以在外部衝擊波的作用下釋放藥物。首先，科學家們之前已經開發出了在體外觸發時釋放藥物的植入物。也就是說，這種設備通常包含電池或其他不具生物相容性的電子器件–結果，身體的免疫系統將它們視為外來物。
更多時候，定時釋放的植入物只是將藥物封裝在一個逐漸溶解的外殼內。但不幸的是，外殼的溶解速度會受到許多生物因素的影響，這些因素因人而異，因此很難精確地確定釋放時間。
在副教授Jin Nam的領導下，加州大學河濱分校的研究人員轉而尋找具有壓電特性的生物兼容聚合物納米纖維–這意味着它們會在機械壓力下產生電荷。這種聚合物被稱為聚偏氟乙烯-三氟乙烯，已經被用於血管縫合。
利用電紡工藝，Nam和他的同事創造了一個薄薄的纖維墊，然後讓這些纖維吸附相對較大的治療性藥物分子的載荷。然後將充滿藥物的墊子放在模仿人體生物組織的水凝膠中。當生理上安全的衝擊波從外部作用於該水凝膠時，它們穿過墊子，導致聚合物纖維產生電荷。這種電荷反過來導致一些靜電附着的藥物分子從纖維中釋放出來，分散到周圍的凝膠中。
通過這種方式，精確數量的藥物可以在特定時間反覆釋放。而且通過微調納米纖維的大小（以及因此的靈敏度），應該可以使它們不被日常運動或意外撞擊所激活。
Nam表示：“這種基於壓電納米纖維的藥物輸送系統能夠按需進行藥物分子的局部輸送，這對於需要長期、反覆給葯的疾病或病症是非常有用的。納米纖維結構的大表面積與體積比能夠實現更大的藥物裝載量，導致一次注射或植入的時間比傳統的藥物輸送更長。”
儘管目前使用的聚合物在達到目的后不會溶解和被人體吸收，但Nam表示，他的團隊正在研究一種可以這樣做的替代品。
有關這項研究的論文最近發表在《ACS應用生物材料》雜誌上。