PLGA_PEG_PLGA溫敏水凝膠的制備及表征

1、506 解放軍藥學(xué)學(xué)報(bào)2010年12月20日第26卷第6期 PharmJChinPLA,VOl.26,NO.6,December20,2010PLGA-PEG-PLGA溫敏水凝膠的制備及表征魏亞超,劉皈陽(yáng),陳召紅摘 要 目的 合成具有溫度敏感性的PLGA-PEG-PLGA共聚物并對(duì)其表征。方法 以混旋丙交酯、乙交酯和PEG1500為原料采用開(kāi)環(huán)聚合法合成PLGA-PEG-PLGA共聚物,通過(guò)核磁共振、傅立葉紅外確定產(chǎn)物組成,通過(guò)GPC確定共聚物相對(duì)分子量及相對(duì)分子量分布系數(shù)并用倒轉(zhuǎn)試管法考察共聚物的溫敏性。結(jié)果 經(jīng)過(guò)核磁共振表征、傅里葉紅外表征測(cè)定表明產(chǎn)物為所需要的PLGA-PEG-PLGA共

2、聚物,凝膠滲透色譜測(cè)定產(chǎn)物重均相對(duì)分子質(zhì)量(Mw)在7400左右,數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量(Mn)在6000左右,相對(duì)分子質(zhì)量分布系數(shù)(Mw/Mn)在1.2左右,共聚物相變溫度在3036 之間。結(jié)論 本實(shí)驗(yàn)的方法簡(jiǎn)單可行,所得共聚物具有良好的溫敏性,相變溫度和沉淀溫度合適,可以用于藥物控制釋放和組織工程等領(lǐng)域。 關(guān)鍵詞 溫度敏感;PLGA-PEG-PLGA共聚物;藥物控制釋放;組織工程中圖分類(lèi)號(hào) R94 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1008-9926(2010)06-0506-03 DOI 10.3969/.jissn.1008-9926.2010.06.011SynthesisandCharacter

3、izationofThermosensitivePLGA-PEG-PLGAHydrogelWEIYa-chao,LIUGu-iyang,CHENZhao-hongHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,China;DepartmentofPharmaceuticalCareofPLAGeneralHospita,lBeijing100853,ChinaAbstract ObjectiveTosynthesizeandcharacterizethethermosensitivePLGA-PEG-PLGAcopolymer.MethodsThePLGA-PEG

4、-PLGAtriblockcopolymerwassynthesizedbyring-openingpolymerizationofD,L-lactideandglycolidewithPEG1500inthepresenceofstannousisocaprylate.ThecompositionandmolecularweightoftriblockcopolymerwascharacterizedbyH-NMRspectrometryandgelpermeationchromatography,respectively.Asingletes-ttubeinvertingmethodwas

5、employedtodeterminethephasetransitiontemperature.ResultsTheresultsofH-NMRandFTIRshowedthatthefinalproductwasPLGA-PEG-PLGA.Theweightaveragemolecularweightofthecopolymer(Mw)wasabout7400,thenumberaveragemolecularweight(Mn)wasabout6000,andPDI(Mw/Mn)wasabout1.2byGPC.Thephasetransitiontemperatureofthecomp

6、lymerwasbetween30 and36 bytes-ttubeinvertingmethod.ConclusionThemethodissimpleandfeasible.Thefinalproductishighlytemperaturesensitive.Itsphasetransitiontemperatureandprecipitationtemperatureareverysuitable.Thecopolymercanbeusedincontrolingdrugrelease,tissueengineeringandsoon.Keywords Temperaturesens

7、itive;PLGA-PEG-PLGAcopolymer;Controlleddrugrelease;Tissueeng-ineering溫敏水凝膠是智能水凝膠的一種,它能感知溫度的變化并產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答,目前在藥物傳遞、4,5組織工程等領(lǐng)域中都展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物是溫敏水凝膠中的一種,它可以在體內(nèi)自行降解并具有良好的生物相容性,因此成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。作者簡(jiǎn)介:魏亞超,碩士研究生。研究方向:抗腫瘤復(fù)合給藥系統(tǒng)。Te:l(010)66936674;E-mai:lweiyachao2004作者單位:075000河北張家口,河北北方學(xué)院;100853北京,解

8、放軍總醫(yī)院藥品保障中心通訊作者:劉皈陽(yáng),Te:l(010)66939674;E-mai:lliuguiygmai.lco1-3本實(shí)驗(yàn)采用開(kāi)環(huán)聚合法合成了PLGA-PEG-PL-GA共聚物,用核磁共振(H-NMR)、傅立葉紅外(FTIR)、凝膠滲透色譜(GelPermeationChromato-graph,GPC)對(duì)其進(jìn)行了全面表征,并考察了共聚物水溶液的溫度敏感性,希望為其今后的應(yīng)用提供依據(jù)。1 材料與方法1.1 試劑 混旋丙交酯、乙交酯(北京元生融科技有限公司);PEG1500(北京海淀會(huì)友精細(xì)化工廠);異辛酸亞錫(美國(guó)Sigma公司)。2 (1解放軍藥學(xué)學(xué)報(bào)2010年12月20日第26卷

9、第6期 PharmJChinPLA,VOl.26,NO.6,December20,2010 507司),DG-2青霉素瓶電動(dòng)軋蓋機(jī)(上海新偉儀表電器廠),GZX-DA-50X55-B5電熱恒溫干燥箱(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠),Inova600-MHz核磁共振儀(美國(guó)Varian公司),FTS-65A型傅立葉紅外光譜儀(美國(guó)Bio-Rad公司),凝膠滲透色譜儀(美國(guó)Waters公司)。1.3 共聚物的合成 稱取一定量的混旋丙交酯(DL-LA)和乙交酯(GA)以及PEG1500分別置于40 和140 烘箱中干燥,2h后取出混合裝入干燥的50ml西林瓶中并加入催化劑異辛酸亞錫(用量為原料總質(zhì)量的0.2%

10、),然后將西林瓶放入冷凍干燥機(jī)中,待抽成真空后壓蓋取出,用青霉素瓶電動(dòng)軋蓋機(jī)軋蓋封口,140 反應(yīng)12h。產(chǎn)物用4 的純凈水溶解,加熱至70 使共聚物沉淀?xiàng)壢ニ畬?反復(fù)操作3次以去除未反應(yīng)的單體以及低分子水溶性物質(zhì)。所得共聚物冷凍干燥24h即得純化的溫敏PL-GA-PEG-PLGA共聚物。1.4 共聚物的表征1.4.1 H-NMR表征 樣品用CDCl3溶解后用600-MHz核磁共振儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。1.4.2 FTIR表征 樣品用丙酮溶解后KBr鏡片下壓片制膜,干燥后用傅立葉紅外光譜儀測(cè)定。1.4.3 GPC表征 標(biāo)準(zhǔn)品:聚苯乙烯,溶劑和流動(dòng)相:四氫呋喃(THF),流速:1ml/min,柱溫:3

11、5 ,進(jìn)樣量:50 ,l凝膠滲透色譜儀測(cè)定。1.5 共聚物溫敏性的考察 采用倒轉(zhuǎn)試管法測(cè)定樣品的相變溫度,配置不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的凝膠水溶液置于試管中水浴加熱,從25 持續(xù)升溫直到發(fā)生相變和沉淀,升溫速率控制在0.5 /次,當(dāng)溶液形成凝膠并保持10s不流動(dòng)時(shí)判定此時(shí)的水浴溫度即為凝膠的相變溫度。每個(gè)樣品測(cè)定3次,取平均值作為樣品的相變溫度和沉淀溫度。2 結(jié)果2.1 共聚物表征2.1.1 H-NMR表征 合成共聚物的核磁共振圖譜及解析見(jiàn)圖1和表1,其峰形和化學(xué)位移均與文7獻(xiàn)報(bào)道基本一致。2.1.2 FTIR表征 合成共聚物的傅立葉紅外圖譜見(jiàn)圖2,在3504.2/cm附近的吸收峰為羥基OH吸收峰,因?yàn)橹?/p>

12、有共聚物端基才是羥基,所以該峰吸收較弱;2874.1/cm和2943.1/cm附近的吸收峰為甲基和亞甲基的C-H伸縮振動(dòng)峰,因?yàn)楣簿畚镏械?161的紅外圖譜來(lái)說(shuō)這些峰的相對(duì)值都有所增大;1752.6/cm處的峰為酯羰基C=O的伸縮振動(dòng)吸收峰;1450.9/cm處是甲基CH3的彎曲振動(dòng)峰,13901350/cm是甲基的特征峰,說(shuō)明丙交酯參加了反應(yīng);1185.0/cm附近的是酯基C-O的伸縮振動(dòng)峰,該峰的存在也證明了共聚物中存在-COO-;在1089.6/cm出現(xiàn)的較大的峰則是PEG中醚鍵C-O-C的伸縮振動(dòng)峰。注:a:DL-LA的-CH;b:GA的-CH2;c:PEG末端游離的-CH2;d:PE

13、G的-CH2;e:DL-LA的-CH3圖1 PLGA-PEG-PLGA嵌段聚合物的1H-NMR圖譜(600MHz,CDCl3)表1 PLGA-PEG-PLGA嵌段聚合物的1H-NMR的圖譜解析峰的歸屬DL-LA的-CHGA的-CH2PEG末端游離的-CH2PEG的-CH2DL-LA的-CH3編號(hào)abcde化學(xué)位移/ppm5.204.804.353.641.56圖2 PLGA-PEG-PLGA嵌段聚合物的FTIR圖譜2.1.3 GPC表征 共聚物凝膠色譜圖和計(jì)算出的重均相對(duì)分子質(zhì)量(MW)、樣品數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量(Mn)、各嵌段摩爾比和相對(duì)分子質(zhì)量分布系數(shù)(MW/Mn)見(jiàn)圖3和表2。由GPC結(jié)果可

14、得合成的PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物比較純,相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄。2 ,4。508 解放軍藥學(xué)學(xué)報(bào)2010年12月20日第26卷第6期 PharmJChinPLA,VOl.26,NO.6,December20,2010燥。合成共聚物的原料是DL-LA、GA和PEG這些都可在體內(nèi)自行降解且降解產(chǎn)物對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害;整個(gè)合成和純化過(guò)程不使用有機(jī)溶劑,無(wú)有機(jī)溶劑的殘留。所選擇的異辛酸亞錫是已被美國(guó)FDA批9準(zhǔn)可用于人體的催化劑。材料和合成、純化工藝的選擇有效地保證了共聚物用作植人材料的安全圖3 共聚物GPC圖譜表2 共聚物嵌段比例相對(duì)分子質(zhì)量及相對(duì)分子質(zhì)量分布系數(shù)樣品編號(hào)12NMRMna性。

15、共聚物的相變溫度是由高分子中親水性集團(tuán)和疏水性集團(tuán)共同來(lái)控制的,隨著分子鏈中親水性集團(tuán)的增多共聚物的相變溫度會(huì)升高,相反當(dāng)分子鏈MWGPCLA/GAb4.103.96MWcMnd/Mne中疏水性集團(tuán)增多時(shí)共聚物的相變溫度會(huì)相應(yīng)的降低,所以通過(guò)改變投料比例和PEG的相對(duì)分子質(zhì)量可以改變所得共聚物的相變溫度,這在以前的研究7,101841-1500-18411673-1500-1673174077361596860251.241.221注:a由H-NMR計(jì)算出的共聚物數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量;b由H-NMR計(jì)算出的共聚物數(shù)鏈中LA/GA;c由GPC測(cè)出的共聚物重均相對(duì)分子質(zhì)量;d由GPC測(cè)出的共聚物數(shù)均相

16、對(duì)分子質(zhì)量;e由GPC測(cè)出的共聚物相對(duì)分子質(zhì)量分布系數(shù);LA單元摩爾比例為:x/(x+y/2+z/4);GA單元摩爾比例為:(2/y)/(x+y/2+z/4);PEG單元摩爾比例為:(z/4)/(x+y/2+z/4);式中:x為 =5.20ppm的峰面積,y為 =4.80ppm的峰面積,z為 =3.64ppm的峰面積。和本實(shí)驗(yàn)中都已得到證明。參考文獻(xiàn)1 ChenS,SinghJ.Controlledreleaseofgrowthhormonefromthermo-sensitivetriblockcopolymersystems:Invitroandinvivoevalua-tionJ.Int

17、JPharm,2008,352(1-2):58-652 QiaoMX,ChenDW,HaoTN,etal.InjectablethermosensitivePL-GA-PEG-PLGAtriblockcopolymers-basedhydrogelsascarriersforinterleukin-2J.Pharmazie,2008,63(1):27-303 GhahremankhaniAA,DorkooshF.PLGA-PEG-PLGAtr-iblockco-polymersasinsituge-lformingpeptidedeliverysystem:effectofformulatio

18、npropertiesonpeptidereleaseJ.PharmDevTechnol,2008,13(1):49-554 JeongB,LeeKM,GutowskaA,etal.ThermogellingBiodegradableCopolymerAqueousSolutionsforInjectableProteinDeliveryandTissueEngineeringJ.Biomacromolecules,2002,3(4):8658685 郝 彤,劉 暾,呂雙紅,等.采用溫敏性殼聚糖水凝膠體外構(gòu)建組織工程化軟骨的實(shí)驗(yàn)研究J.解放軍醫(yī)學(xué)雜志,2007,32(5):500-5026 JeongB,ChoiYK,BaeYH,etal.NewbiodegradablepolymersforinjectabledrugdeliverysystemsJ.JControlRelease,1999,62(1-2):109-1147 YuL,ZhangZ,ZhangH,etal.MixingasolandaprecipitateofblockcopolymerswithdifferentblockratiosleadstoaninjectablehydrogelJ.Biomacromolecu