曹 丹, 羅延齡, 胡喜潔, 徐 峰, 黨佩佩

(陜西師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710119)

pH敏感的AB4型嵌段共聚物的合成、表征與自組裝行為

曹 丹, 羅延齡*, 胡喜潔, 徐 峰, 黨佩佩

(陜西師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710119)

設(shè)計(jì)合成了一種AB4型pH敏感雙親嵌段共聚物。該共聚物由pH敏感的聚甲基丙烯酸及聚乳酸鏈段組成，其制備過程是先由端羥基聚乳酸與二氯乙酰氯通過酯化反應(yīng)制得端四氯代聚乳酸，然后通過甲基丙烯酸叔丁酯的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)制得AB4型甲基丙烯酸叔丁酯-乳酸共聚物，再酸性水解。該共聚物可自組裝為臨界膠束濃度為19.7～32.5 mg/L、流體力學(xué)直徑小于200 nm的球形核-殼膠束。該膠束表現(xiàn)出pH敏感性，其對紫杉醇在pH=5.6～7.4的緩沖溶液比在pH=1.4的緩沖溶液中有更快的釋放速率，可作為疏水藥物靶向釋放的載體用于腸癌的靶向治療。

生物材料；膠束；化學(xué)合成；藥物釋放

抗癌藥物化療與手術(shù)、放療是治療腫瘤的三大手段，而較多抗癌藥物本身的水溶性、穩(wěn)定性以及直接暴露于人體造成的毒副作用限制了其功效的發(fā)揮。因此，研究合成一種藥物載體能夠?qū)⑵渫旰玫剡\(yùn)輸?shù)讲∽兘M織具有重大意義。高分子納米藥物靶向載體可以在全身施藥后在腫瘤組織處富集實(shí)現(xiàn)緩慢可控釋放[1-2]。由于兩親嵌段共聚物在水溶液中獨(dú)特的自組裝膠束核-殼結(jié)構(gòu)、粒子尺寸和表面性質(zhì)，目前被認(rèn)為是一種理想的藥物輸送載體[3-4]。這種獨(dú)特的性能使它們能夠溶解不穩(wěn)定和不溶性藥物，避免由網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng) (RES) 所產(chǎn)生的非選擇性吸收，從而通過高滲透率和滯留效應(yīng) (EPR) 實(shí)現(xiàn)被動(dòng)靶向[5]。

研究工作者一直在盡最大的努力研究可降解的共聚物膠束納米粒子作為藥物釋放的載體以維持目標(biāo)組織中的藥物量，從而提高口服藥物的生物利用度。聚乳酸 (PLA) 作為最常使用的嵌段共聚物疏水組分的結(jié)構(gòu)基元，具有較高的生物相容性和生物降解性。由聚(甲基)丙烯酸(P(M)AA)和PLA組成的雙親嵌段共聚物表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性、高的水溶性、低毒性以及和血液組分低的相互作用[6-7]。專利CN 201010192970.8公開了一種可降解的酸敏感兩親性嵌段共聚物及其制備方法和應(yīng)用，共聚物的親疏水段分別由聚乙二醇和酸敏基團(tuán)-二異丙基叔胺基組成[8]。共聚物膠束對阿霉素 (DOX) 的平均負(fù)載率小于15.97%。蘇州大學(xué)陳維等[9]制備了基于聚乙二醇 (PEG) 和對酸不穩(wěn)定的聚碳酸酯，聚(2,4,6-三甲氧基苯甲縮醛季戊四醇碳酸酯) 的雙嵌段共聚物pH敏感可降解聚合物囊泡和膠束。聚合物囊泡對紫杉醇(PTX)的藥物承載效率只有30.1%～37.7%，而聚合物膠束對PTX的藥物承載效率達(dá)到61.4%～65.2%。在pH=4.0和5.0溫和的酸性pH值條件下，PTX的釋放速率快于它們在生理pH環(huán)境下的釋放速率。韓國仁荷大學(xué)Lee S C等[10]合成了聚(2-乙基-2-惡唑啉-ε-己內(nèi)酯) 嵌段共聚物作為紫杉醇藥物釋放的載體。PTX在膠束中的承載量只有0.5%～7.6%，取決于疏水嵌段含量。美國普渡大學(xué)Kim S等[11]制備了基于丙烯酸和4-(2-乙烯基芐氧基)-N,N-(二乙基煙酰胺) 為共聚單體的共聚物膠束，其臨界膠束濃度為31～86 mg/L。PTX的承載量和包覆效率受到pH值影響。pH值大于5時(shí)，承載量和包覆效率下降較多。當(dāng)丙烯酸摩爾含量大于20%時(shí)，PTX從膠束中的釋放在模擬的腸液中 (pH=6.5) 經(jīng)12 h釋放完全；而在模擬的胃液 (pH=1.6) 中，釋放的PTX出現(xiàn)嚴(yán)重的降解。

在此背景下，本文旨在合成一種AB4型pH敏感的聚(甲基丙烯酸-乳酸-甲基丙烯酸)多嵌段共聚物 (PMAA2-b-PLA-b-PMAA2)，研究共聚物分子量及體系組成、pH環(huán)境對共聚物膠束的物理化學(xué)性能、藥物承載及釋放的影響，以改善其膠束化行為，并得到具有高的藥物包覆效率及可控靶向行為的膠束藥物制劑，實(shí)現(xiàn)共聚物膠束藥物作為潛在的疏水藥物釋放載體的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料和試劑

甲基丙烯酸叔丁酯 (tBMA)，純度99%，由美國阿拉丁公司提供。端羥基聚乳酸(HO-PLA-OH，數(shù)均分子量Mn=3 000和6 000) 由濟(jì)南戴罡生物材料有限公司提供。二氯乙酰氯，純度98.0%，由梯希愛 (上海) 化成工業(yè)發(fā)展有限公司提供。1,1,4,7,10,10-六甲基三亞乙基四胺 (HMTETA，97%) 由美國Sigma-Aldrich公司提供。四氫呋喃 (THF，99.0%) 和三乙胺 (TEA，99.0%) 均為化學(xué)試劑國藥控股有限公司產(chǎn)品。溴化亞銅 (CuBr，98%) 為美國阿拉丁公司產(chǎn)品。

1.2 合成方法

AB4型多嵌段共聚物PMMA2-b-PLA-b-PMMA2的合成主要通過以下3步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。

1.2.1 大分子引發(fā)劑氯代聚乳酸Cl2-PLA-Cl2的制備 通過端羥基聚乳酸和二氯乙酰氯的酯化反應(yīng)合成Cl2-PLA-Cl2，其中HO-PLA-OH∶2,2-二氯乙酰氯∶三乙胺摩爾比為1∶2.6∶2.6。在干燥的三口燒瓶中，將2.0 g HO-PLA-OH溶解在15 mL干燥的四氫呋喃中并充分?jǐn)嚢?。然后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將預(yù)先溶解在5 mL干燥THF中的0.20 mL CHCl2COCl在1 h內(nèi)逐滴加入到上述溶液中。反應(yīng)進(jìn)行半小時(shí)后將溶液冷卻到0 ℃。接著，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將預(yù)先溶解在1 mL干燥THF中的0.29 mL三乙胺在30 min內(nèi)逐滴加入到上述溶液中以中和釋放出的HCl。室溫反應(yīng)24 h后，將得到的反應(yīng)混合物靜置2 h時(shí)，然后過濾、旋蒸、冷乙醚沉淀、分離、室溫真空干燥，得到大分子引發(fā)劑。

1.2.2 PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2的合成 采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng) (ATRP) 合成AB4型PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2多嵌段共聚物，反應(yīng)在Schlenk管中進(jìn)行；[Cl2-PLA-Cl2]∶[CuBr]∶[HMTETA]∶[tBMA]摩爾比為1∶7∶8∶x(x=200、400和600)，溶劑為DMSO/異丙醇混合物。聚合前，進(jìn)行3次連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的“冷凍-抽真空-熔融”操作排除聚合體系中的氧，90 ℃反應(yīng)24 h，淬火，并用THF稀釋反應(yīng)混合物，經(jīng)中性氧化鋁層析柱除去銅絡(luò)合物；旋蒸除去大多數(shù)THF，最后在10倍過量冷乙醚中沉淀，過濾、室溫真空干燥至恒重，得到最終產(chǎn)品。1.2.3 PMMA2-b-PLA-b-PMMA2的水解 通過PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2酸性水解制備。取PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA20.5 g溶解于12 mL 1,4-二氧六環(huán)中，形成均相溶液后加入2 mL濃HCl置于90 ℃下反應(yīng)24 h。反應(yīng)液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除溶劑，正己烷中沉淀，真空干燥至恒重即可。

1.3 共聚物膠束團(tuán)聚體的制備

采用透析法制備膠束團(tuán)聚體。具體地，將40 mg PMAA2-b-PLA-b-PMAA2嵌段共聚物溶解在4 mL DMF中。然后在強(qiáng)力攪拌下將去離子水逐滴加入到上述聚合物溶液中直到出現(xiàn)乳白色，表明形成了聚合物膠束。聚合物溶液攪拌過夜并對1 000 mL去離子水室溫透析48 h (透析袋截留分子量：2 000)以除去DMF。開始3 h每小時(shí)更換1次，然后每8 h更換1次。制得的膠束溶液以待備用。

1.4 測試與表征

1.4.1 化學(xué)結(jié)構(gòu)表征 采用德國布魯克公司300 MHz的1H核磁共振光譜儀 (1H NMR) 和紅外光譜 (FT-IR) 分析共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。1H NMR溶劑為DMSO-d6和CDCl3。FT-IR樣品采用KBr壓片法制備。采用美國Waters公司凝膠滲透色譜儀(GPC)測定聚合物分子量及多分散指數(shù) (PDI)。色譜級DMF為流動(dòng)相，流速1 mL/min，測定溫度35 ℃。

1.4.2 膠束團(tuán)聚體物理化學(xué)性能測定 以芘作為探針分子，采用熒光光譜法研究膠束團(tuán)聚體的形成，并估算臨界膠束濃度(CMC)。為了制備樣品溶液，將已知量的芘溶于丙酮中，并加入到一系列10 mL的容量瓶，蒸發(fā)丙酮，最終溶液中的芘濃度為6.0×10-7mol/L。然后，將1×10-1～5×10-5mg/L濃度的膠束團(tuán)聚體溶液分別加入到每一容量瓶中；室溫?cái)嚢柽^夜，使芘和膠束團(tuán)聚體達(dá)到平衡。用Perkin Elmer LS55型熒光分光光度計(jì)記錄熒光光譜。激發(fā)和發(fā)射波長分別為339 nm和394 nm。

采用日本電子公司生產(chǎn)的JEOL JEM-1210型透射電子顯微鏡 (TEM) 觀察共聚物膠束的形貌，電壓200 kV。測量前，將一滴含2%磷鎢酸的膠束溶液滴加在銅網(wǎng)上，室溫下干燥。

采用美國BI-90Plus型動(dòng)態(tài)光散射儀 (DLS) 測定室溫下膠束尺寸和粒度分布，波長660 nm，偏轉(zhuǎn)角90°，輸出功率15 mW。采用美國貝克曼庫爾特公司Delsa Nano S型激光粒度zeta電位分析儀分析膠束表面電荷。測試溫度25 ℃，待測樣品用去離子水稀釋以便調(diào)整信號強(qiáng)度在儀器檢測范圍內(nèi)。

1.4.3 藥物膠束制劑的制備及體外藥物釋放實(shí)驗(yàn) 為了制備包覆紫杉醇的共聚物膠束，將40 mg PMAA2-b-PLA-b-PMAA2和4 mg PTX溶解在10 mL DMF/丙酮混合溶劑中，然后放置在透析袋 (MWCO=2 000) 對500 mL PBS溶液透析以去除有機(jī)溶劑。未包埋的藥物通過離心分離除去。承載有藥物的共聚物膠束凍干成固體粉末保存。

采用日本日立公司型號為U-3900/3900H的紫外可見光譜儀，通過測定它們在固定吸收波長228 nm(PTX)、DMF/丙酮混合溶劑中的紫外吸光度，可以計(jì)算藥物裝載量(LC)和包封效率(EE)，如公式(1)和(2)所示。

LC(%)=(膠束中藥物的質(zhì)量/承載藥物的膠束的質(zhì)量)×100;

(1)

EE(%)=(膠束中藥物的質(zhì)量/加入的藥物質(zhì)量)×100。

(2)

校準(zhǔn)曲線通過使用DMF/丙酮混合溶劑中不同濃度的游離藥物進(jìn)行繪制。

體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)在37 ℃不同pH值 (pH=7.4、6.4和5.6的PBS溶液) 的生理介質(zhì)中進(jìn)行。將20 mg凍干的共聚物膠束藥物制劑用透析袋密封 (MWCO：2 000)，然后浸入400 mL PBS溶液，并在37 ℃ (正常體溫) 和40 ℃ (腫瘤組織的溫度) 下攪拌水浴以釋放藥物。在預(yù)定的時(shí)間間隔，取4 mL PBS溶液進(jìn)行定量分析，與此同時(shí)向到釋放體系加4 mL新鮮PBS以作補(bǔ)充。累計(jì)的PTX釋放量(%)通過228 nm處的紫外吸光度測定，并按下式計(jì)算：

累積藥物釋放率(%)=Mt/M0×100。

(3)

這里，Mt為時(shí)間t的藥物釋放量，M0代表共聚物膠束中承載的藥物量。

2 結(jié)果與討論

2.1 AB4型PMMA2-b-PLA-b-PM MA2嵌段 共聚物的合成與表征

圖1—2為合成的AB4型嵌段共聚物的FT-IR及NMR圖。由圖1A可見，PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2特征的位移信號出現(xiàn)在1.03，1.43和1.80～1.90，分別為PtBMA嵌段中—CH2C(CH3)COO(CH3)3—，—C(CH3)3和—CH2C(CH3)OOC(CH3)3—的氫質(zhì)子化學(xué)位移。PLA嵌段中，—OOCCH(CH3)O—和—OOCCH(CH3)O—的質(zhì)子化學(xué)位移出現(xiàn)在5.16和1.50處。因此，PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2被成功合成。由圖1B可見，水解后的樣品在1.41處特征的叔丁基質(zhì)子信號明顯減弱，甚至消失；而在12.33處出現(xiàn)—COOH的質(zhì)子化學(xué)位移信號，說明PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2水解為PMAA2-b-PLA-b-PMAA2。由圖2(a) 的FT-IR進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在1 726 cm-1和1 367～1 395 cm-1出現(xiàn)PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2共聚物的酯羰基伸縮和叔丁基彎曲振動(dòng)；—C—O—C—伸縮及烷基伸縮出現(xiàn)在1 136 cm-1和2 987 cm-1處。而在圖2(b) 中，—C(CH3)3特征吸收減弱甚至消失，出現(xiàn)一個(gè)新的—OH峰 (3 577 cm-1)。這說明PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2共聚物已水解為PMAA2-b-PLA-b-PMAA2。表1為GPC測定的共聚物的分子量及其分子量分布 (PDI)。Mn隨著[tBMA]/[Cl2-PLA-Cl2] 摩爾比提高而提高。估計(jì)Cl2-PLA-Cl24個(gè)活性點(diǎn)結(jié)合了10、22和31個(gè)tBMA或MAA重復(fù)單元。聚合物表現(xiàn)出窄的分子量分布，其多分散指數(shù)低，范圍為1.08～1.23。這說明聚合過程得到了很好的控制，純化效果好。以上分析證明合成了AB4型PMAA2-b-PLA-b-PMAA2嵌段共聚物。

圖1 PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2A和PMAA2-b-PLA-b-PMAA2B嵌段共聚物的1H NMR圖

Fig.11H NMR spectra of PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2(A) and PMAA2-b-PLA-b-PMAA2(B) block copolymers

圖2 PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2(a)和PMAA2-b- PLA-b-PMAA2(b)嵌段共聚物的FT-IR圖Fig.2 FT-IR spectra of PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2(a) and PMAA2-b-PLA-b-PMAA2(b) block copolymers

2.2 自組裝膠束的物理化學(xué)性能及pH響應(yīng)性研究

由親水的PMAA和疏水的PLA嵌段組成的PMAA2-b-PLA-b-PMAA2嵌段共聚物在DMF中是可溶的，而在水溶液中則可以自發(fā)地組裝為以PLA為核、PMAA為殼的核-殼膠束團(tuán)聚體。以芘作為探針分子，采用熒光光譜法研究了膠束團(tuán)聚體的形成，并估算了臨界膠束濃度(CMC)[12-13]，如表1所示。很明顯，CMC值低于32.5 mg/L，短的PMAA親水鏈段或低的分子量導(dǎo)致CMC值下降。表1還給出了這些合成的嵌段共聚物在水溶液中形成的膠束團(tuán)聚體的其他物理化學(xué)性能數(shù)據(jù)。由表1可見，在pH值為7.4的PBS緩沖溶液中，由于PMAA嵌段的離子化使得親水性增強(qiáng)，在水溶液中PMAA鏈得以更好地伸展，膠束粒子尺寸隨著PMAA分子鏈長度或分子量的增加而增大；形成膠束的臨界濃度也提高。負(fù)的ε電位值說明，在PBS溶液中共聚物膠束表面帶負(fù)電荷?？紤]到共聚物膠束團(tuán)聚體低的CMC值，因此本工作制備的多嵌段共聚物膠束具有良好的稀釋穩(wěn)定性；而小于188 nm的流體力學(xué)直徑使膠束非常適合用作藥物控制釋放的載體材料。

表1 合成的共聚物膠束的物理化學(xué)性能與藥物配方Tab.1 Physicochemical properties and pharmaceutical formulation based on the synthesized copolymer micelles

a.pH=7.4。

圖3a為空白的PMAA2-b-PLA-b-PMAA2嵌段共聚物膠束團(tuán)聚體的TEM照片。從圖3a可以看出，這種膠束團(tuán)聚體是球形的，平均粒徑估算為約108 nm?？紤]到PMAA嵌段在不同pH值水溶液中質(zhì)子化-去質(zhì)子化行為，圖4研究了AB4型PMAA2-b-PLA-b-PMAA2共聚物膠束團(tuán)聚體透光率對pH值的依賴性。從圖4可以看出，膠束團(tuán)聚體隨著pH值發(fā)生明顯的相轉(zhuǎn)變。以[引發(fā)劑]∶[單體]=1∶400的聚合體系為例，在pH值小于4.73以下，由于質(zhì)子化的PMAA分子間及分子內(nèi)氫鍵相互作用，非離子化的PMAA呈現(xiàn)卷曲構(gòu)象，易形成大的團(tuán)聚體，產(chǎn)生低的透光率。隨著pH值提高，締合的PMAA外殼開始由疏水性向親水性變化。當(dāng)pH值提高到5.77時(shí) (相當(dāng)于PMAA嵌段的pKa5.6)，氫鍵作用幾乎消失。大多數(shù)PMAA離子化，因而透光率提高。pH=6.89時(shí)，PMAA完全離子化，大的膠束團(tuán)聚體解離為小的膠束，因而透光率超過90%。由此推斷，相轉(zhuǎn)變點(diǎn)在pH值約5.77處。同樣可以估計(jì)，[引發(fā)劑]∶[單體]=1∶200和[引發(fā)劑]∶[單體]=1∶600的聚合體系的相轉(zhuǎn)變點(diǎn)分別為pH值約5.92和5.40。隨著PMAA嵌段長度或分子量提高，相轉(zhuǎn)變值明顯地下降。如前所述，由于更長的PMAA鏈具有高的ε電位，因而通?？杀苊饽z束納米粒子的團(tuán)聚。由此可見，PMAA2-b-PLA-b-PMAA2共聚物膠束團(tuán)聚體如預(yù)期的表現(xiàn)出pH響應(yīng)性。

圖3 空白(a)及承載有PTX(b) PMAA2-b-PLA-b-PMAA2共聚物膠束團(tuán) 聚體的TEM照片 (共聚物濃度：250 mg/L)Fig.3 TEM images of (a) blank and (b) PTX-loaded PMAA2-b-PLA-b-PMAA2 copolymer micelle aggregates (copolymer concentration: 250 mg/L)

圖4 PMAA2-b-PLA-b-PMAA2共聚物膠束團(tuán)聚體透光率 對pH值的依賴性 (共聚物濃度：250 mg/L)Fig.4 Transmittance dependence of PMAA2-b-PLA-b-PMAA2copolymer micelle aggregates on pH (copolymer concentration: 250 mg/L)

2.3 藥物承載和體外釋放研究

鑒于制備的嵌段共聚物特殊的核-殼膠束構(gòu)造，疏水性藥物可以包覆進(jìn)膠束核中。由圖3給出的承載藥物的共聚物膠束團(tuán)聚體 (濃度：250 mg/L) 的形貌可以看出，載藥后的共聚物膠束團(tuán)聚體的形貌也是球形的，說明膠束形貌不受小分子藥物承載的影響。然而平均粒徑由空白膠束的約108 nm增加到承載PTX膠束的131 nm。因此，藥物包覆進(jìn)了膠束的核中。包覆能力 (LC) 及包覆效率 (EE) 如表1所示。隨著MAA/PLA組成比或PMAA鏈長度提高，LC和EE值提高。本工作通過設(shè)計(jì)合理的藥物配方可獲得最佳的包覆效率，其LC和EE值高于由Rezaei和Lee[10,14]所報(bào)道的相同藥物配方的膠束藥物載體體系。因此，本工作嵌段共聚物膠束適合用作PTX藥物釋放的載體；希望的藥物制劑可通過改變嵌段組成來實(shí)現(xiàn)。

圖5是PTX在pH=5.6、6.4和7.4，溫度37 ℃時(shí)，從[引發(fā)劑]∶[單體]=1∶400的共聚物膠束中，及在pH=5.6、溫度40 ℃時(shí)，從3種共聚物膠束中釋放的累積體外釋放量隨時(shí)間的變化曲線。由圖5可見，PTX的體外藥物釋放是pH值依賴的，沒有初期爆發(fā)式釋放。當(dāng)pH=1.4時(shí)，由于PMAA嵌段間的氫鍵相互作用，共聚物膠束緊密地結(jié)合在一起，藥物釋放主要通過擴(kuò)散進(jìn)行。因此釋放得慢，96 h只有26%的藥物釋放；且膠束可以降低藥物在胃中的泄漏。在大于5.6 (大約為PMAA的pKa值) 的高pH值條件下，羧基開始離子化。此時(shí)，氫鍵相互作用逐漸減弱甚至破壞，共聚物膠束開始解離或降解,釋放包覆在膠束中的藥物。藥物釋放速率和釋放量隨著pH值增大而提高。經(jīng)96 h，PTX在pH=5.6和7.4時(shí)，從PMAA2-b-PLA-b-PMAA2膠束中的釋放量分別為60%和77%。中性或堿性介質(zhì)中帶負(fù)電的—COO-間的靜電排斥是產(chǎn)生pH誘導(dǎo)的藥物釋放行為的原因。這種作用會(huì)使包覆的藥物優(yōu)先釋放或吸附在腸道中，與此同時(shí)避免了藥物在胃中的泄露。特別是，不同pH環(huán)境中的生物降解特性可能直接和pH誘導(dǎo)的藥物釋放相關(guān)。結(jié)合LC和EE分析，本工作嵌段共聚物膠束適合于PTX的承載和釋放。

為了解各種膠束基PTX配方的治療效率，對PTX在腫瘤細(xì)胞環(huán)境下 (pH 5.6、溫度40℃) 的累積的釋放行為進(jìn)行了研究。很清楚地發(fā)現(xiàn)，PTX的釋放是組成或親水的PMAA鏈依賴的，總釋放量或速率隨PMAA嵌段長度的提高而提高。24 h時(shí)，PTX從3種共聚物膠束中累計(jì)釋放量分別為29%、33%和40%；96 h分別為61%、67%和72%。高的釋放速率是由于更長的PMAA鏈具有更明顯的pH響應(yīng)性，導(dǎo)致膠束結(jié)構(gòu)在中性或堿性介質(zhì)中更多地解離或降解，PTX快速地釋放。在這些膠束基藥物配方中，PTX的釋放具有持續(xù)釋放的顯著特點(diǎn)。因此，有足夠的PTX余留用于持續(xù)釋放以確保長期治療效果。藥物釋放行為可以通過調(diào)整體系組成加以改變。

圖5 疏水藥物PTX累積的體外釋放量隨時(shí)間的變化曲線

Fig.5 The cumulative release of hydrophobic drug PTX as a function of time

a.[引發(fā)劑]∶[單體]=1∶400，釋放環(huán)境：pH=1.4、5.6和7.4，溫度37 ℃；b.釋放環(huán)境：pH=5.6，溫度40 ℃。

3 結(jié)論

成功合成了AB4型pH敏感的PMAA2-b-PLA-b-PMAA2嵌段共聚物。共聚物在溶液中可自組裝為球形核殼膠束。共聚物分子量或體系組成、pH環(huán)境對共聚物膠束的物理化學(xué)性能有影響，其CMC范圍為19.7～32.5 mg/L、流體力學(xué)直徑范圍139～197 nm、pH相轉(zhuǎn)變位于5.40～5.92。制備的共聚物膠束可以有效地捕獲PTX，其包覆效率可通過改變共聚物嵌段組成予以改善。藥物釋放行為明顯受到pH值影響，其在模擬的小腸環(huán)境中釋放速率更快。因此，pH敏感的PMAA2-b-PLA-b-PMAA2嵌段共聚物膠束可作為潛在的疏水藥物釋放的載體用于腸癌治療。

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〔責(zé)任編輯 王 勇〕

Preparation and characterization of pH-sensitive AB4-type block copolymers with self-assembly

CAO Dan, LUO Yanling*, HU Xijie, XU Feng，DANG Peipei

(School of Chemistry and Chemical Engineering, Shaanxi Normal University,Xi′an 710119, Shaanxi, China)

AB4-type pH-sensitive amphiphilic block copolymers,consisted of pH-sensitive polymethacrylic acid and polylactic acid segments were synthesized in three steps.Firstly, Chloro-polyactic acid (Cl2-PLA-Cl2) was prepared by esterification of HO-PLA-OH and CHCl2COCl. Then, poly(t-butyl methacrylate)-block-polylactic acid-block-poly(t-butyl methacrylate) (PtBMA2-b-PLA-b-PtBMA2) was synthesized via atom transfer radical polymerization. After hydrolysis, polymethacrylic acid-block-polylactic acid-block-polymethacrylic acid (PMAA2-b-PLA-b-PMAA2) was obtained. The copolymers could be spontaneously assembled into spherical core-shell micelles with critical micelle concentration (CMC) of about 19.7～32.5 mg/L and the hydrodynamic diameters below 200 nm. The copolymer micelles exhibited pH sensitivity，and paclitaxel had faster release rate in PBS solution at pH 5.6～7.4 than in PBS at pH 1.4.The copolymers may be used as water-insoluble drug targeting release carriers for intestine cancers.

biomaterials; micelles; chemical synthesis; drug release

1672-4291(2015)04-0059-06

10.15983/j.cnki.jsnu.2015.04.342

2014-10-16

國家自然科學(xué)基金(21273142,21172138)；陜西省自然科學(xué)基金(2012JM6009);陜西師范大學(xué)勤助科研項(xiàng)目(QZYB14010)

曹丹，女，碩士研究生，研究方向?yàn)樯镝t(yī)用高分子材料合成與應(yīng)用。E-mail:627235667@qq.com

*通信作者：羅延齡，男，副教授，博士。E-mail: ly10401a@163.com

O626.13

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