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熱致水凝膠化的聚乙二醇(PEG)/聚酯共聚物已經(jīng)廣泛研究用于藥物遞送、三維細(xì)胞培養(yǎng)及組織修復(fù)等領(lǐng)域。其性能可通過分子量、分子量分布、聚酯組成和序列、嵌段比例以及拓?fù)湫蚊驳燃右栽O(shè)計和改變。然而,目前關(guān)于聚酯側(cè)基對該類體系宏觀凝膠化行為影響的研究卻鮮有報道。
?復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系俞麟教授等在綠色的磷酸二苯酯催化下通過開環(huán)聚合得到了一系列帶有少量不同烷基側(cè)基的兩親性聚(ε-己內(nèi)酯-co-5-烷基-δ-戊內(nèi)酯)-PEG-聚(ε-己內(nèi)酯-co-5-烷基-δ-戊內(nèi)酯)三嵌段共聚物。1H NMR、GPC、DSC 和 XRD 分析證實所合成的共聚物具有相似的分子量和本體性質(zhì),然而它們的水溶液在響應(yīng)溫度變化時表現(xiàn)出迥異的行為。雖然沒有側(cè)鏈的聚合物在整個檢測溫度范圍內(nèi)只呈現(xiàn)為自由流動的溶膠,但那些帶有甲基或正丙基側(cè)基的聚合物隨著溫度的升高經(jīng)歷了溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變,形成了反向的熱致水凝膠 (T-Gel)。同時,聚合物/水體系的溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變溫度可以通過改變正丙基側(cè)基的含量實現(xiàn)調(diào)控。相比之下,含有較長正戊基側(cè)基的聚合物形成了正向水凝膠(N-Gel),在加熱時表現(xiàn)出凝膠-溶膠(懸浮)相轉(zhuǎn)變。它們不同的水相行為源于兩親共聚物親疏水平衡的差異。熱致水凝膠的溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變歸因于膠束的聚集和 PEG 的脫水。帶有正丙基側(cè)鏈的嵌段共聚物具有良好的細(xì)胞相容性,同時能夠在磷酸鹽緩沖液中穩(wěn)定存在超過80天,而其形成的熱致水凝膠(20 wt%)注射到小鼠皮下后通過表面溶蝕在半個月內(nèi)迅速降解。該研究表明,疏水側(cè)鏈長度的細(xì)微變化對PEG/聚酯嵌段共聚物的物理凝膠行為起著決定性影響。此外,帶有正丙基側(cè)鏈的PEG/聚酯共聚物熱致水凝膠由于具有良好的生物相容性和生物可降解性,具有作為藥物和細(xì)胞遞送載體的潛力。
圖1.?(a) 一步合成含有不同烷基側(cè)鏈的聚(ε-己內(nèi)酯-co-5-烷基δ-內(nèi)酯)-PEG-聚(ε-己內(nèi)酯-co-5-烷基δ-內(nèi)酯)三嵌段共聚物。(b)烷基側(cè)鏈長度與聚合物宏觀物理凝膠化行為之間的構(gòu)效關(guān)系。
?相關(guān)論文以題為Decisive Influence of Hydrophobic Side Chains of Polyesters on Thermoinduced Gelation of Triblock Copolymer Aqueous Solutions發(fā)表在《Macromolecules》上。復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系碩士生吳凱婷為論文第一作者,通訊作者為俞麟教授,丁建東教授是共同作者。該工作受到國家自然科學(xué)基金和國家重點研發(fā)項目的資助。
?論文鏈接:https://doi.org/10.1021/acs.macromol.1c00959
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