《具有精確可調的LCST轉變的全生物降解溫敏性聚合物》是依託電子科技大學,由郝建原擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：具有精確可調的LCST轉變的全生物降解溫敏性聚合物
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郝建原
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
將溫度敏感特性和生物降解性能相結合，以獲得具有雙功能性的新一代的生物醫用材料，在生物醫藥領域有著迫切需求。本項目將設計併合成一類主鏈為可水解的酯鍵或碳酸酯鍵結構，側鏈為溫度敏感的低聚乙二醇鏈段的溫敏性聚合物，從而在同一分子鏈上集合了諸多特性和性能優勢，比如可生物降解性、溫度敏感性、以及聚乙二醇所特有的免疫原性等。通過對共聚物側鏈長度和共聚組成的調控，實現對其LCST轉變溫度的精確調控，為生物、醫學等相關領域提供一類全新的，特別是在體內植入領域有潛在用途的溫敏性可生物降解聚合物。
結題摘要
首先，本項目設計併合成了一系列具有不同側鏈長度和組成的甲氧基低聚乙二醇縮水甘油醚和丁二酸酐的交替開環共聚物，研究了共聚物的聚合行為、LCST行為、降解行為和細胞毒性等。研究發現，共聚物的LCST值受側鏈長度和共聚組成影響明顯，通過投料比可實現對共聚物LCST溫度的精確調控，共聚物的降解主要從鏈的末端進行並且具有鹼催化的特性，共聚物和降解產物都不具有明顯的細胞毒性。其次，合成了側基種類或嵌段長度不同的一系列聚乙二醇-聚多肽共聚物，包括聚乙二醇-聚丙氨酸（mPEG-PA）、聚乙二醇-聚纈氨酸（mPEG-PA）、聚乙二醇-聚亮氨酸（mPEG-PL）共聚物。三種共聚物中的多肽鏈段均以β-摺疊結構為主，在水溶液中能夠自組裝成棒狀膠束，然而mPEG-PA和 mPEG-PV的棒狀結構規整，可形成良好的溶膠溶液，並隨溫度升高發生明顯的溶膠-凝膠轉變，而mPEG-PL共聚物的棒狀結構規整性較差，水溶性較差，不顯示明顯的溫度回響功能。mPEG-PV共聚物形成凝膠主要與PEG鏈段的脫水作用相關，而mPEG-PA共聚物形成凝膠則是PEG脫水作用與多肽鏈段二級結構轉變共同作用的結果。隨著PV嵌段長度的增加，mPEG-PV自組裝結構由規整的短棒狀、長棒狀向不規整的纖維狀結構轉變，使得凝膠轉變溫度出現先下降後增加的趨勢。第三，合成了一系列共聚組成不同的聚乙二醇-聚（丙氨酸-纈氨酸）mPEG-PAV兩嵌段共聚物和嵌段次序不同的聚乙二醇-聚丙氨酸-聚纈氨酸（mPEG-PA-PV）和聚乙二醇--聚纈氨酸-聚丙氨酸（mPEG-PV-PA）三嵌段共聚物。以纈氨酸為主要組分的mPEG-PAV共聚物主要以β-摺疊二級結構為主，其棒狀自組裝結構規整，其水溶液顯示良好的溶膠-凝膠溫度回響特性；而以丙氨酸為主的共聚物水溶液升高溫度時未能形成穩固凝膠。共聚不同側基的胺基酸能夠削弱自組裝結構中β-摺疊的氫鍵強度，有利於獲得可逆性良好的水凝膠。而嵌段次序的不同也會顯著影響共聚物自組裝結構的形態、規整性以及溫度回響行為。最後，合成了含有陽離子的聚乙二醇-聚賴氨酸-聚纈氨酸三嵌段共聚物。共聚物的二級結構以β-摺疊結構為主，在水溶液中形成球狀形態的聚集態結構，其尺寸隨體系pH的增大而增大。共聚物水溶液的溶膠-凝膠轉變行為具有pH、溫度雙回響特徵。
