欧阳春平, 王 瑀, 赵顺新, 宋存先, 张政朴

(1. 金发科技股份有限公司 技术发展中心 塑料改性与加工国家工程实验室,广东 广州 510520;2. 南开大学 高分子化学研究所 功能高分子材料教育部重点实验室,天津 300071;3. 中国医学科学院 北京协和医学院 生物医学工程研究所 天津生物医学材料重点实验室,天津 300192)

目前药物缓释控释系统中药物包载材料[1～5]的研究成为一个热门课题，其中更以基于可降解聚合物制得的药物缓释载体为热点。这类聚合物主要有聚乳酸(PLA),聚乙醇酸(PGA),聚乙丙交酯(PLGA), PLGA/聚乙二醇(PEG)类嵌段共聚物、聚羟基丁酸酯(PHB),聚己内酯(PCL),壳聚糖等。

聚乳酸(PLA)[6～9]作为生物可降解高分子材料，以其优异的力学性能、生物相容性和生物可降解性在生物医学工程领域得到了广泛的研究和应用。然而在生物医药领域中，聚乳酸材料为了满足不同的应用要求，需要通过与其他的物质共聚或调整分子结构来对性能加以调控。

Scheme1

生物可降解PLGA[10～12]是目前在国际上获准临床应用的缓控释药剂的主要载体材料，具有优异的生物相容性和生物安全性，是应用广泛、认知度和认可度最高的药物控释载体材料。目前制得的PLGA共聚物主要以线性为主，而相比于单一的线型高分子，支化、星型、树枝状等等预先设计形状的高分子已经吸引了越来越多的研究者们的兴趣，并且发现这些支化结构给聚合物带来了许多物理、化学、生物等性能的改善[13,14]。

魏芬芬[15]、刘倩[15]等对四臂星形共聚物PLGA的合成方法进行了相关的研究。本文以D,L-丙交酯(1)和乙交酯(2)为单体，异辛酸亚锡(SnOct2)为催化剂，三季戊四醇(3)为多功能基引发剂，采用本体熔融聚合法，合成了分子量可控的八臂星形聚合物——聚乙丙交酯(8-PLGA, Scheme 1)m其结构和性能经13C NMR,凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热仪(DSC)表征。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

Varian Unity-plus 400型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂,TMS为内标);Waters 510型凝胶渗透色谱仪(GPC);Germany NETZSCH Co.DSC-204型差示扫描热分析仪(DSC)。

1(m.p.126.5 ℃～127.5 ℃)自制;2(83.5 ℃～84.5 ℃),北京元生融科技有限公司;异辛酸亚锡(95%, Sigma),配成1 g·mL-1的二氯甲烷溶液;3, Sigma;其余所用试剂均为分析纯，使用前精制。

1.2 8-PLGA的合成

1 6.48 g(45 mmol),21.74 g(15 mmol),r=n(1+2) ∶n(3)=120 ∶1。将1,2,3和异辛酸亚锡[n(1+2) ∶n(异辛酸亚锡)=10 000 ∶1]的二氯甲烷溶液加入到经硅烷化的封管中，抽真空，用N2置换三次以上，熔融封死管口，于150 ℃聚合8 h。用二氯甲烷溶解，加过量无水乙醚析出沉淀，于40 ℃真空干燥48 h制得白色固体8-PLGA120,收率78.5%。

用类似方法合成8-PLGA150(77.8%)和8-PLGA200(78.9%)。

2 结果与讨论

2.1 8-PLGA的链结构

δ图 1 8-PLGA120的13C NMR谱图Figure 1 13C NMR spectrum of 8-PLGA120

8-PLGA120的13C NMR谱图见图1。由图1可见，丙交酯单元的甲基碳原子(Ca)的吸收峰位于16.88,次甲基碳原子(Cb)的吸收峰位于69.60，乙交酯单元的亚甲基碳原子(Cc)的吸收峰位于61.35;丙交酯单元的羰基碳原子(Cd)的吸收峰位于168.98，乙交酯单元的羰基碳原子(Ce)的吸收峰位于166.12。m为溶剂峰。并且Ca, Cb, Cc三峰面积的比值约为3 ∶3 ∶1; Cd和Ce两峰面积的比值约为3 ∶1。证明PLGA120含共聚物结构单元©(Scheme 1)。从图1还可看到三季戊四醇的季碳原子(Cf)的吸收峰位于67.31和亚甲基碳原子(Cg)的吸收峰位于21.54。证明8-PLGA120形成了Scheme 1预期的八臂星型结构。

8-PLGA150和8-PLGA200的13C NMR谱图与8-PLGA120类似，在此不赘述。

2.2 8-PLGA的分子质量及其分布

8-PLGA的分子质量及其分布见表1。从表1可以看出，随着多官能团引发剂3用量的减少，分子量随之增大，表明加入3可以实现对8-PLGA分子量的控制与调节,并且具有较好的分子量分布。

表 1 8-PLGA的分子质量及其分布Table 1 Molecular weight and distribution of 8-PLGA

2.3 8-PLGA的玻璃化转变温度(Tg)

聚合物的支化将使分子链的柔性降低，其Tg将升高。并且分子量愈大，Tg也就愈大。这是因为在分子链的两端各有一个链端链段，这种链段的活动能力比一般的链段要大，其分子量愈低时，链端链段所占的比例就愈高，故而Tg也就愈低；反之分子量愈大，链端链段的比例也就随之减少，Tg也就相应的愈高。

DSC测定8-PLGA120, 8-PLGA150和8-PLGA200的Tg分别为37.7 ℃， 40.8 ℃和41.5 ℃。8-PLGA的Tg变化规律验证了上面两点结论。

3 结论

采用本体熔融聚合法，以D,L-丙交酯和乙交酯为单体，SnOct2为催化剂，三季戊四醇为多功能基引发剂，合成了八臂星型聚合物8-PLGA。共聚物经13C NMR, GPC和DSC等手段表征。结果表明8-PLGA的链结构、分子量及其分布与设计基本符合，玻璃化转变温度(Tg)随分子量的增加而升高。

分子量可控的八臂星形共聚物8-PLGA有望应用于药物释放体系，满足可控载药及体内靶向载体的要求。

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