生物相容性嵌段型聚电解质胶束在水溶液中的酶降解行为.pdf

Vol.33 高等 学校 化 学 学报 No.9 2012年9月 摇 摇 摇 摇 摇 摇 CHEMICALJOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES摇 摇 摇 摇 摇 摇 2099~2105 生生物相容性嵌段型聚电解质胶束 在水溶液中的酶降解行为 毛摇 骏,薄淑琴,姬相玲 (中国科学院长春应用化学研究所,高分子化学与物理国家重点实验室,长春 130022) 摘要摇 采用激光光散射仪和原子力显微镜研究了生物相容性嵌段型聚电解质聚左旋乳酸鄄b鄄聚甲基丙烯酸二 甲氨基乙酯(PLLA鄄b鄄PDMAEMA)胶束在水溶液中2个温度(室温25郾0 益和人体温度36郾8 益)和2个pH值 (肿瘤pH=4郾9和正常组织pH=7郾4)条件下的酶降解行为. 酶降解过程中存在一个失活时间,在此之前,胶 束的酶降解遵循逐个降解机理. 失活时间之后,出现裂纹或是通道的胶束核为降低其在溶剂中的表面积,从 而降低体系自由能,胶束之间发生了聚集. 升高温度后,酶的活性提高,初始降解速率加快. 由于pH=4郾9 时胶束壳层因静电斥力作用而较为伸展,使得胶束降解更快. 关键词摇 嵌段型聚电解质;胶束;酶降解;生物相容性 中图分类号摇 O631.4摇 摇 摇 摇 文献标识码摇 A摇 摇 摇 摇 DOI:10.3969/ j.issn.0251鄄0790.2012.09.039 近年来生物相容或生物可降解的两亲性嵌段共聚物一直是生物医药领域的研究热点[1~5]. 由于其 在水溶液中能够自组装形成核壳结构的胶束,可以作为脂溶性疏水药物的优良载体;同时,其较小的 [6] 尺寸(通常在10~200 nm之间)能避免被免疫系统吞噬或被肺、脾脏等过滤掉 ;当与体液、酶或细胞 [7] 作用后,胶束发生降解,而药物以可控的方式释放, 同时降解产物可以被吸收或经新陈代谢除去 . 因此,生物相容或生物可降解的胶束在生命系统中有良好的应用前景. 胶束的降解和稳定将直接影响 药物释放的速率和效率,因此胶束的酶降解行为研究十分重要. 目前,针对胶束在水溶液中的酶降解 行为机理已有报道. 例如,Wu 等[8~11]研究了聚乙二醇鄄聚己内酯(PEG鄄PCL)胶束的酶降解后提出, [12] PCL核是被酶逐个降解的;Jiang等 在同样胶束体系的酶降解研究中发现,PCL核逐渐被腐蚀、掏 [13] 空,胶束随之发生解聚. 在这些研究中,通常以聚乳酸(PLA) 或聚己内酯(PCL)作为疏水核,中性 [9~12,14] [15] 亲水嵌段如聚乙二醇(PEG) 或聚乙烯基吡咯烷酮(PVP) 作为壳层,并且酶降解实验大多在 室温下的中性水体系中进行. 以生物相容性的聚电解质为壳的嵌段型聚电解质胶束的酶降解行为研究 较少,基于人体用药环境(如肿瘤pH值,体温37 益等)的研究也不多见,而这些因素与胶束在生命体 内的降解过程密切相关,为其在生物环境中的实际应用提供更有价值的参考. 因此,本文选取了生物 相容性嵌段型聚电解质聚左旋乳酸鄄b鄄聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PLLA鄄b鄄PDMAEMA),研究其在水 溶液中的降解行为. 聚乳酸是可生物降解的疏水聚合物,而PDMAEMA在水溶液中是生物相容性的弱 [16] 阳离子聚电解质 ,其pK =7郾4,在酸性条件下,其侧链上的氨基质子化表现出聚阳离子特性. 前期a [17] 的研究结果表明 ,PLLA鄄b鄄PDMAEMA在水溶液中能形成以PLLA 为核、PDMAEMA 为壳层的胶束, 且