共價(jià)鍵與多重氫鍵鍵合的聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物的制備與溶液自組裝.pdf

1、兩親性嵌段共聚物在水溶液中可形成核殼膠束等多種自組裝結(jié)構(gòu)。膠束的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與成核嵌段的化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶、以及鏈堆積方式密切相關(guān)。作為一類典型的兩親性嵌段共聚物，聚乳酸/聚乙二醇(PLA/PEG)嵌段共聚物具有諸多優(yōu)點(diǎn)，受到研究者的廣泛關(guān)注。PLA具有三種對(duì)映體結(jié)構(gòu)，包括結(jié)晶性的聚左旋乳酸(PLLA)和聚右旋乳酸(PDLA)、非晶態(tài)的聚消旋乳酸(PDLLA)。PLLA與PDLA同時(shí)存在時(shí)，在溶液或熔融結(jié)晶中可形成立構(gòu)復(fù)合結(jié)晶。因此，在PLA

2、/PEG嵌段共聚物中，通過(guò)改變PLA嵌段的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)可對(duì)PLA鏈段的結(jié)晶行為和鏈堆積進(jìn)行調(diào)控，從而對(duì)PLA/PEG嵌段共聚物膠束的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行調(diào)控。另外，當(dāng)親水嵌段與疏水嵌段之間通過(guò)非共價(jià)鍵形式相連時(shí)，可得到兩親性的超分子嵌段共聚物。由于非共價(jià)鍵對(duì)環(huán)境敏感，因此通過(guò)兩親性的超分子嵌段共聚物的自組裝可以制備具有刺激響應(yīng)性的膠束材料。
　　首先，通過(guò)丙交酯的開(kāi)環(huán)聚合的合成了一系列具有不同PLA鏈長(zhǎng)以及不同PLA立體化學(xué)結(jié)構(gòu)的PLA

3、/PEG嵌段共聚物，包括含PLA立體嵌段的聚乙二酵-b-聚左旋乳酸-b-聚右旋乳酸(PEG-b-PLLA-b-PDLA)、含可同質(zhì)結(jié)晶PLA嵌段的聚乙二醇-b-聚左旋乳酸(PEG-b-PLLA)與聚乙二醇-b-聚右旋乳酸(PEG-b-PDLA)、含非晶PLA嵌段的聚乙二醇-b-聚消旋乳酸(PEG-b-PDLLA)。通過(guò)核磁共振(NMR)、同步輻射小角X射線散射(SAXS)等手段研究了嵌段共聚物的膠束化、膠束的精密結(jié)構(gòu)、酶降解以及藥物釋放

4、行為。差示掃描量熱(DSC)及廣角X射線衍射(WAXD)的結(jié)果表明，PLLA與PDLA鏈長(zhǎng)相似的PEG-b-PLLA-b-PDLA立體嵌段共聚物與PEG-b-PLLA/PEG-b-PDLA共混體系形成以PLA立構(gòu)復(fù)合結(jié)晶為核層的膠束，而PEG-b-PLLA（或PEG-b-PDLA）和PEG-b-PDLLA形成的膠束的核層分別具有同質(zhì)結(jié)晶和無(wú)定型結(jié)構(gòu)。DSC分析發(fā)現(xiàn)，隨著PLA鏈長(zhǎng)的增加，PLA的結(jié)晶度增加;PEG-b-PLLA-b-PD

5、LA膠束核層的PLA鏈段立構(gòu)復(fù)合結(jié)晶的結(jié)晶度比PEG-b-PLLA/PEG-b-PDLA混合的膠束低。通過(guò)表面張力法確定了PLA/PEG嵌段共聚物臨界膠束濃度(CMC)，測(cè)得的CMC在8.9～15.0 mg/L之間，隨PLA鏈長(zhǎng)的增加，CMC降低，形成立構(gòu)復(fù)合結(jié)晶核層膠束的嵌段共聚物的CMC值比形成同質(zhì)結(jié)晶或無(wú)定型核層膠束的嵌段共聚物小。通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射(DLS)測(cè)定了PLA/PEG嵌段共聚物膠束的流體力學(xué)直徑(Dh)，PLA/PEG嵌段

6、共聚物膠束的Dh在25.2～43.2 nm之間，在相似共聚組成條件下，PEG-b-PLLA-b-PDLA膠束具有較大的Dh。SAXS結(jié)果表明，PEG-b-PLLA-b-PDLA膠束具有較大的核層半徑（Rin）、粒徑(Rout)、締合度(Nagg)，但具有較小的核層分子鏈堆積密度（ρcore），這些獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得PEG-b-PLLA-b-PDLA膠束具有較高的載藥量、較緩慢的降解速率以及藥物釋放速率。PEG-b-PLLA/PEG-b-

7、PDLA混合的膠束具有較小的Rin、較大的Ngg、ρcore，這使得PEG-b-PLLA/PEG-b-PDLA混合膠束具有較低的載藥量、較慢的降解速率與藥物釋放速率。
　　其次，通過(guò)丙交酯的開(kāi)環(huán)聚合和PEG的端基改性，分別制備了胸腺嘧啶端官能化的PLLA(PLLA-THY)和二氨基三嗪端基化的PEG(PEG-DAT)。通過(guò)改變引發(fā)劑與單體的投料比，調(diào)控了PLLA-THY的分子量。變溫核磁證明PLLA-THY與PEG-DAT在溶液中

8、可通過(guò)三重氫鍵作用形成超分子嵌段共聚物。PEG-DAT:THY-PLLA超分子嵌段共聚物在中性水溶液中可自組裝成以PEG為殼、PLLA為核的核-殼超分子膠束。通過(guò)表面張力法確定了超分子嵌段共聚物的CMC，其CMC在6.1～15.0 mg/L之間，隨著PLLA鏈長(zhǎng)的增加，CMC降低。利用DLS測(cè)定了超分子嵌段共聚物膠束的Dh，其Dh在115.6～199.2 nm之間，隨著PLLA鏈長(zhǎng)的增加，Dh增大，因此使超分子嵌段共聚物膠束的載藥量增大