聚生推出新产品:PLA-PEG两亲性共聚物

发布时间:2025-02-10

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聚乳酸及其共聚物

聚乳酸及其共聚物是一种在生物医用高分子材料领域有着重要地位的脂肪族聚酯,它一般是由丙交酯开环聚合得到,通过调节分子量、结构和组成等手段可改善其力学性能和降解速度,以满足不同的临床要求。聚乙二醇(PEG)具有优良的生物相容性和亲水性,在体内能溶于组织液中,且能透过肾滤膜而排出体外,在医学上受到广泛的重视并获得FDA批准可用于人体。PLA-PEG嵌段共聚物具有亲水和亲酯的两亲特性,容易进行改性和修饰,目前已经在组织工程、药物载体、靶向和基因传输载体等研究方面显示出独特的作用。

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图1 eSUN聚乳酸及其共聚物相关产品



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两亲性PLA-PEG共聚物的结构与性质

根据分子结构的不同可以将PLA-PEG共聚物分为线性共聚物和星型共聚物,线性共聚物又可以分为两嵌段共聚物,三嵌段共聚物和多嵌段共聚物[1]。


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图2 PLA-PEG共聚物的种类


具有以下诸多优良性质:


(1)生物相容性:PEG和PLA都具有良好的生物相容性,PLA-PEG共聚物具有低毒性、低免疫原性特点,植入体内后不会引起炎症刺激等排斥反应。


(2)生物降解性:PLA链段在体内能够降解成小分子物质通过新陈代谢排出体外,而PEG链段可透过肾滤膜排出体外,不会在人体积累有害物质。


(3)亲疏水性:PLA-PEG共聚物的亲疏水性可以通过调节PEG和PLA的比例来调控,在嵌段共聚物中,PEG作为亲水段,PLA作为疏水段,形成两亲性结构,增加PEG的比例可以提高材料的亲水性,从而加速降解速率或改善药物释放行为。在同一分子量PEG下,共聚物分子量较低时,可用于制备共聚物水凝胶,共聚物分子较高时,更适宜制备共聚物纳米粒或微球。


(4)机械性能:PLA部分提供了良好的机械强度,使其在组织工程和药物载体中能够承受一定的负载,PEG的加入增加了材料的柔软性,使其在组织工程中能够更好地适应组织的形态。


PLA-PEG共聚物既兼备两种链段的特性,还赋予材料新的性质,其制备可通过调节共聚物组成大幅度地调控其物理性质和降解性能。通过设计两亲性嵌段共聚物的化学结构,比如改变嵌段种类、组成、聚合度,链段长度,分子构型等,可以实现对具有不同化学性质、极性和粘附能的材料之间的界面控制,使其满足不同的生物医学应用。



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两亲性PLA-PEG共聚物的应用

(1)药物递送PLA-PEG可作为药物载体,利用PEG的水溶性和PLA的生物相容性,将药物包裹在其中,实现药物的缓释和靶向输送。通过调整PEG和PLA的比例以及分子量,可以精确控制药物的释放曲线,从而满足不同的治疗需求[2]。


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图3 负载GLP-1 RA的PNP可注射水凝胶的制备


(2)医疗器械:PLA本身具有高拉伸强度等优良的力学性能,是理想的医用承重材料,可用于制造生物可吸收支架、高强度手术缝合线等[3]。与PEG共聚后,可进一步改善其性能。例如在心血管介入器械如血管支架、导管等表面涂覆PLA-PEG 涂层,可以降低器械表面的血栓形成风险。PEG的亲水性能够减少血液蛋白和血小板在器械表面的吸附,PLA 则提供了良好的成膜性和稳定性,使涂层能够牢固地附着在器械表面,提高器械的生物相容性和安全性。


(3)组织工程:PLA-PEG可用于制备组织工程中的细胞支架材料,为细胞提供生长和附着的表面,促进组织的修复和再生[4]。例如,在皮肤组织工程中PLA-PEG支架可以模拟细胞外基质,促进皮肤细胞的生长和迁移,加速伤口愈合。PLA-PEG展示出良好的可降解性和生物相容性,使其在组织修复和再生学领域具有广阔的应用前景。


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图4  PLA-PEG水凝胶的溶胶凝胶转变及生物医学应用示意图[5]


(4) 再生医美:生物可降解聚合物是整形外科常用的真皮填充材料,PLLA填充剂因其生物相容性、可降解性以及作为胶原蛋白刺激剂的能力而备受青睐[6],PEG改性PLLA不仅保留了其促进胶原蛋白再生的能力,而且提高了其整体性能,表现出更强的组织相容性。例如爱美客公司旗下的濡白天使中所包含的PEG/PLLA表现出优良的填充塑性、刺激胶原蛋白再生、改善肤质特性。


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图5 含PEG/PLLA共聚物的医美产品(图片来源于爱美客)



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聚生生物两亲性共聚物产品

深圳聚生(品牌“eSUNMED”)主要致力于生物医用高分子材料的开发和应用。聚生可根据用户需求提供不同分子量与链段组成的两亲性共聚物定制加工合成服务,包括PLA-PEG、PEG-PCL、PEG-PLGA。


以PLA-PEG共聚物为例,以下为聚生生物的两亲性聚合物材料的技术指标:

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参考文献

[1]Otsuka H, Nagasaki Y, Kataoka K. Dynamic wettability study on the functionalized PEGylated layer on a polylactide surface constructed by the coating of aldehyde–ended poly (ethylene glycol)(PEG)/polylactide (PLA) block copolymer. Science and technology of advanced materials. 2000 Jan 1;1(1):21-9.

[2]d’Aquino AI, Maikawa CL, Nguyen LT, Lu K, Hall IA, Jons CK, Kasse CM, Yan J, Prossnitz AN, Chang E, Baker SW. Use of a biomimetic hydrogel depot technology for sustained delivery of GLP-1 receptor agonists reduces burden of diabetes management. Cell Reports Medicine. 2023 Nov 21;4(11).

[3]刘洪伟杨涵吴娟洁生物可吸收支架研究进展[J].中国医疗设备, 2021, 36(1): 171-174.

[4]卢剑,杨振磊,侯任.聚乳酸-聚乙二醇共聚物/表面接枝复合纤维材料与成骨细胞的黏附、增殖及活性[J].中国组织工程研究,2014,18(39):6246-6251.

[5]王耀本俞麟丁建东两亲性共聚物热致水凝胶科学通报. 2021.

[6]Friedrich CS ,ALC .Nonsurgical rejuvenation of the aging face with injectable poly-L-lactic acid for restoration of soft tissue volume.[J].Aesthetic surgery journal,2011,31(1):95-109.



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