共價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構。膠束的結構、性質與成核嵌段的化學結構、結晶、以及鏈堆積方式密切相關。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，受到研究者的廣泛關注。PLA具有三種對映體結構，包括結晶性的聚左旋乳酸(PLLA)和聚右旋乳酸(PDLA)、非晶態(tài)的聚消旋乳酸(PDLLA)。PLLA與PDLA同時存在時，在溶液或熔融結晶中可形成立構復合結晶。因此，在PLA

2、/PEG嵌段共聚物中，通過改變PLA嵌段的立體化學結構可對PLA鏈段的結晶行為和鏈堆積進行調控，從而對PLA/PEG嵌段共聚物膠束的結構與性能進行調控。另外，當親水嵌段與疏水嵌段之間通過非共價鍵形式相連時，可得到兩親性的超分子嵌段共聚物。由于非共價鍵對環(huán)境敏感，因此通過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性的膠束材料。
　　首先，通過丙交酯的開環(huán)聚合的合成了一系列具有不同PLA鏈長以及不同PLA立體化學結構的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)、含可同質結晶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、膠束的精密結構、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)的結果表明，PLLA與PDLA鏈長相似的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立構復合結晶為核層的膠束，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結晶和無定型結構。DSC分析發(fā)現(xiàn)，隨著PLA鏈長的增加，PLA的結晶度增加;PEG-b-PLLA-b-PD

5、LA膠束核層的PLA鏈段立構復合結晶的結晶度比PEG-b-PLLA/PEG-b-PDLA混合的膠束低。通過表面張力法確定了PLA/PEG嵌段共聚物臨界膠束濃度(CMC)，測得的CMC在8.9～15.0 mg/L之間，隨PLA鏈長的增加，CMC降低，形成立構復合結晶核層膠束的嵌段共聚物的CMC值比形成同質結晶或無定型核層膠束的嵌段共聚物小。通過動態(tài)光散射(DLS)測定了PLA/PEG嵌段共聚物膠束的流體力學直徑(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），這些獨特的結構特點使得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，通過丙交酯的開環(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)。通過改變引發(fā)劑與單體的投料比，調控了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鏈長的增加，CMC降低。利用DLS測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