熱致水凝膠化的聚乙二醇(PEG)/聚酯共聚物已經廣泛研究用於藥物遞送💯、三維細胞培養及組織修復等領域。其性能可通過分子量🔫👩🦽➡️、分子量分布🎢、聚酯組成和序列🙅🏿♂️、嵌段比例以及拓撲形貌等加以設計和改變。然而,目前關於聚酯側基對該類體系宏觀凝膠化行為影響的研究卻鮮有報道✝️。
沐鸣开户俞麟教授等在綠色的磷酸二苯酯催化下通過開環聚合得到了一系列帶有少量不同烷基側基的兩親性聚(ε-己內酯-co-5-烷基-δ-戊內酯)-PEG-聚(ε-己內酯-co-5-烷基-δ-戊內酯)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,然而它們的水溶液在響應溫度變化時表現出迥異的行為。雖然沒有側鏈的聚合物在整個檢測溫度範圍內只呈現為自由流動的溶膠,但那些帶有甲基或正丙基側基的聚合物隨著溫度的升高經歷了溶膠-凝膠相轉變,形成了反向的熱致水凝膠 (T-Gel)🧢。同時🧖,聚合物/水體系的溶膠-凝膠相轉變溫度可以通過改變正丙基側基的含量實現調控🧖🏼♂️。相比之下🧑🦽➡️,含有較長正戊基側基的聚合物形成了正向水凝膠(N-Gel),在加熱時表現出凝膠-溶膠(懸浮)相轉變🏊🏻♀️。它們不同的水相行為源於兩親共聚物親疏水平衡的差異🗝。熱致水凝膠的溶膠-凝膠相轉變歸因於膠束的聚集和 PEG 的脫水🤬。帶有正丙基側鏈的嵌段共聚物具有良好的細胞相容性🟪,同時能夠在磷酸鹽緩沖液中穩定存在超過80天⛹️,而其形成的熱致水凝膠(20 wt%)註射到小鼠皮下後通過表面溶蝕在半個月內迅速降解。該研究表明🙏🏼🙅🏽♀️,疏水側鏈長度的細微變化對PEG/聚酯嵌段共聚物的物理凝膠行為起著決定性影響⏪。此外,帶有正丙基側鏈的PEG/聚酯共聚物熱致水凝膠由於具有良好的生物相容性和生物可降解性,具有作為藥物和細胞遞送載體的潛力🖕🏿。
圖1. (a) 一步合成含有不同烷基側鏈的聚(ε-己內酯-co-5-烷基δ-內酯)-PEG-聚(ε-己內酯-co-5-烷基δ-內酯)三嵌段共聚物。(b)烷基側鏈長度與聚合物宏觀物理凝膠化行為之間的構效關系🕦。
相關論文以題為Decisive Influence of Hydrophobic Side Chains of Polyesters on Thermoinduced Gelation of Triblock Copolymer Aqueous Solutions發表在《Macromolecules》上。沐鸣开户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基金和國家重點研發項目的資助。