刺激響應(yīng)性聚合物膠束可以對諸如pH、溫度、光照、氧化劑、酶以及超聲輻照等外界環(huán)境的刺激做出反饋性響應(yīng),已被廣泛應(yīng)用于藥物載體、傳感器、納米器械等諸多領(lǐng)域。但是,傳統(tǒng)的刺激響應(yīng)性聚合物具有響應(yīng)性單一、不能實時調(diào)控等缺陷,限制了其進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。
中國科學(xué)院成都生物研究所研究員李幫經(jīng)長期致力于基于環(huán)糊精主客體識別的自組裝生物醫(yī)藥材料研究,針對傳統(tǒng)的刺激響應(yīng)性聚合物膠束的缺陷,借鑒均聚物正交自組裝的方法(Homopolymer Orthogonal Self-Assembly, HOSA),利用環(huán)糊精與二茂鐵的可逆性主-客體識別作用將二茂鐵修飾的聚乙二醇單甲醚(mPEG-Fc)與β-環(huán)糊精修飾的N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM-β-CD)通過可逆的非共價鍵鏈接來構(gòu)筑超分子嵌段共聚物mPEG-Fc/ PNIPAM-β-CD,并研究其氧化劑和溫度的雙重環(huán)境刺激響應(yīng)性行為。在水溶液中,當(dāng)溫度高于PNIPAM的臨界轉(zhuǎn)變濃度(lower critical solution temperature, LCST)時,完全親水的超分子嵌段共聚物mPEG-Fc/ PNIPAM-β-CD將會變?yōu)閮捎H性分子,并進(jìn)一步在水中自組裝為膠束結(jié)構(gòu)進(jìn)行藥物的包裹(如圖所示)。當(dāng)加入雙氧水作為氧化劑時,由于雙氧水二茂鐵氧化為帶正電的離子態(tài)Fc+,F(xiàn)c+不能與環(huán)糊精產(chǎn)生包合,使得原有的包合結(jié)構(gòu)瓦解,并伴隨著藥物的部分釋放,超分子嵌段共聚物變?yōu)閙PEG-Fc+和PNIPAM-β-CD。而由于此時溫度仍然在PNIPAM的LCST之上,PNIPAM-β-CD可以二次組裝形成以PNIPAM鏈段為疏水性內(nèi)核,以β-CD為親水性外殼的次級膠束結(jié)構(gòu),并將部分藥物包裹在此次級膠束結(jié)構(gòu)之中。當(dāng)進(jìn)一步降低體系的溫度至PNIPAM的LCST之下時,PNIPAM鏈段完全變?yōu)橛H水,使得次級膠束結(jié)構(gòu)瓦解,伴隨著藥物的完全釋放。該膠束體系具有釋放可控的優(yōu)良特性,可以利用腫瘤細(xì)胞內(nèi)的高濃度的H2O2環(huán)境與簡單的冰敷降溫或冷凍探針方法,實現(xiàn)藥物的定量釋放。
相關(guān)文章發(fā)表在國際雜志ACS Macro Letters上。
新聞來源:http://www.cas.cn/syky/201505/t20150506_4350228.shtml
- 東華大學(xué)史向陽教授團(tuán)隊:外泌體包裹的響應(yīng)性樹狀大分子納米凝膠可實現(xiàn)急性肺損傷的免疫調(diào)節(jié)和抗氧化聯(lián)合治療 2025-05-15
- 四川大學(xué)李建樹教授/謝婧副研究員、大連理工孫文研究員 AFM:一種具有pH響應(yīng)性和軟骨滲透能力的超分子納米顆粒治療骨關(guān)節(jié)炎 2025-04-30
- 華東理工林紹梁/靳海寶團(tuán)隊、上海交大周永豐 Angew:通過調(diào)節(jié)偶氮苯對位取代基的電子效應(yīng)制備具有可控光響應(yīng)性的超薄聚合物囊泡 2025-02-22
- 復(fù)旦大學(xué)彭娟團(tuán)隊三發(fā) Macromolecules:基于共軛高分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控的最新進(jìn)展 2024-05-12
- 西安交大黃銀娟教授團(tuán)隊 Small:pH靈活調(diào)控的共軛均聚物1D多級自組裝 2024-02-26
- 南開大學(xué)齊跡、孔德領(lǐng)/醫(yī)學(xué)科學(xué)院工程所李穩(wěn) Nat. Commun.:長波長NIR-II光聲成像可視化血栓協(xié)同治療 2023-11-02
- 西南醫(yī)大口腔醫(yī)院陶剛/黎春暉/蔡蕊團(tuán)隊:具有ROS觸發(fā)藥物釋放特性的可注射水凝膠實現(xiàn)抗菌劑和抗炎納米顆粒協(xié)同遞送用于牙周炎治療 2025-04-15