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聚乳酸及其共聚物
聚乳酸及其共聚物是一種在生物醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域有著重要地位的脂肪族聚酯,它一般是由丙交酯開環(huán)聚合得到,通過調(diào)節(jié)分子量、結(jié)構(gòu)和組成等手段可改善其力學(xué)性能和降解速度,以滿足不同的臨床要求。聚乙二醇(PEG)具有優(yōu)良的生物相容性和親水性,在體內(nèi)能溶于組織液中,且能透過腎濾膜而排出體外,在醫(yī)學(xué)上受到廣泛的重視并獲得FDA批準(zhǔn)可用于人體。PLA-PEG嵌段共聚物具有親水和親酯的兩親特性,容易進(jìn)行改性和修飾,目前已經(jīng)在組織工程、藥物載體、靶向和基因傳輸載體等研究方面顯示出獨(dú)特的作用。

圖1 eSUN聚乳酸及其共聚物相關(guān)產(chǎn)品
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兩親性PLA-PEG共聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的不同可以將PLA-PEG共聚物分為線性共聚物和星型共聚物,線性共聚物又可以分為兩嵌段共聚物,三嵌段共聚物和多嵌段共聚物[1]。

圖2 PLA-PEG共聚物的種類
具有以下諸多優(yōu)良性質(zhì):
(1)生物相容性:PEG和PLA都具有良好的生物相容性,PLA-PEG共聚物具有低毒性、低免疫原性特點(diǎn),植入體內(nèi)后不會(huì)引起炎癥刺激等排斥反應(yīng)。
(2)生物降解性:PLA鏈段在體內(nèi)能夠降解成小分子物質(zhì)通過新陳代謝排出體外,而PEG鏈段可透過腎濾膜排出體外,不會(huì)在人體積累有害物質(zhì)。
(3)親疏水性:PLA-PEG共聚物的親疏水性可以通過調(diào)節(jié)PEG和PLA的比例來調(diào)控,在嵌段共聚物中,PEG作為親水段,PLA作為疏水段,形成兩親性結(jié)構(gòu),增加PEG的比例可以提高材料的親水性,從而加速降解速率或改善藥物釋放行為。在同一分子量PEG下,共聚物分子量較低時(shí),可用于制備共聚物水凝膠,共聚物分子較高時(shí),更適宜制備共聚物納米?;蛭⑶?。
(4)機(jī)械性能:PLA部分提供了良好的機(jī)械強(qiáng)度,使其在組織工程和藥物載體中能夠承受一定的負(fù)載,PEG的加入增加了材料的柔軟性,使其在組織工程中能夠更好地適應(yīng)組織的形態(tài)。
PLA-PEG共聚物既兼?zhèn)鋬煞N鏈段的特性,還賦予材料新的性質(zhì),其制備可通過調(diào)節(jié)共聚物組成大幅度地調(diào)控其物理性質(zhì)和降解性能。通過設(shè)計(jì)兩親性嵌段共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu),比如改變嵌段種類、組成、聚合度,鏈段長(zhǎng)度,分子構(gòu)型等,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)具有不同化學(xué)性質(zhì)、極性和粘附能的材料之間的界面控制,使其滿足不同的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
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兩親性PLA-PEG共聚物的應(yīng)用
(1)藥物遞送:PLA-PEG可作為藥物載體,利用PEG的水溶性和PLA的生物相容性,將藥物包裹在其中,實(shí)現(xiàn)藥物的緩釋和靶向輸送。通過調(diào)整PEG和PLA的比例以及分子量,可以精確控制藥物的釋放曲線,從而滿足不同的治療需求[2]。
圖3 負(fù)載GLP-1 RA的PNP可注射水凝膠的制備
(2)醫(yī)療器械:PLA本身具有高拉伸強(qiáng)度等優(yōu)良的力學(xué)性能,是理想的醫(yī)用承重材料,可用于制造生物可吸收支架、高強(qiáng)度手術(shù)縫合線等[3]。與PEG共聚后,可進(jìn)一步改善其性能。例如在心血管介入器械如血管支架、導(dǎo)管等表面涂覆PLA-PEG 涂層,可以降低器械表面的血栓形成風(fēng)險(xiǎn)。PEG的親水性能夠減少血液蛋白和血小板在器械表面的吸附,PLA 則提供了良好的成膜性和穩(wěn)定性,使涂層能夠牢固地附著在器械表面,提高器械的生物相容性和安全性。
(3)組織工程:PLA-PEG可用于制備組織工程中的細(xì)胞支架材料,為細(xì)胞提供生長(zhǎng)和附著的表面,促進(jìn)組織的修復(fù)和再生[4]。例如,在皮膚組織工程中PLA-PEG支架可以模擬細(xì)胞外基質(zhì),促進(jìn)皮膚細(xì)胞的生長(zhǎng)和遷移,加速傷口愈合。PLA-PEG展示出良好的可降解性和生物相容性,使其在組織修復(fù)和再生學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。


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聚生生物兩親性共聚物產(chǎn)品
深圳聚生(品牌“eSUNMED”)主要致力于生物醫(yī)用高分子材料的開發(fā)和應(yīng)用。聚生可根據(jù)用戶需求提供不同分子量與鏈段組成的兩親性共聚物定制加工合成服務(wù),包括PLA-PEG、PEG-PCL、PEG-PLGA。
以PLA-PEG共聚物為例,以下為聚生生物的兩親性聚合物材料的技術(shù)指標(biāo):
參考文獻(xiàn)
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