李楠楠，李 娟

（中國藥科大學 藥學院，江蘇 南京 211198）

在眾多化學合成的生物可降解材料中，PLGA是已獲美國FDA批準用于注射的生物可降解高分子聚合物。聚乙交酯（PGA）是結(jié)構(gòu)最簡單的脂肪族聚酯，是較早商品化的可生物降解高分子材料。20世紀60年代，由乙交酯開環(huán)聚合制得了高分子量的PGA，1962年美國Cyanamid公司開發(fā)了商品名為“Dexon”的PGA手術(shù)縫合線。由于降解產(chǎn)物羥基乙酸是機體代謝的中間產(chǎn)物，使得PGA被優(yōu)先考慮用作可降解的手術(shù)縫合線。聚丙交酯（PLA）也是一種具有優(yōu)良的生物相容性和可生物降解的聚合物，經(jīng)批準可用作和微球、注射用微膠囊、埋植劑及醫(yī)用手術(shù)縫合線等制劑的材料。PLA在體內(nèi)代謝最終產(chǎn)物是CO2和H2O，中間產(chǎn)物乳酸也是體內(nèi)正常糖代謝的產(chǎn)物，可以通過三羧酸循環(huán)代謝。20世紀70年代開始合成高分子量的具有旋光性的D或L型PLA，并用于藥物制劑和外科等方面的研究。

然而，無論是PLA還是PGA，都存在一些不足之處。PLA均聚物因為具有較高的結(jié)晶度導(dǎo)致結(jié)構(gòu)緊密而拉伸性能不好，剛性大，不適宜作為薄膜材料；熔融張力低，因此它也很難作為泡沫塑料材料。而PGA柔性差，作為手術(shù)縫合線會給人體組織造成損傷；在體內(nèi)的強度下降快，尤其是在短時間內(nèi)強度衰減快。MPEG－PLGA可以通過調(diào)節(jié)加入的比例，可以得到不同分子量及性質(zhì)的生物材料，降解速度可控，滿足臨床要求，具有較好的應(yīng)用前景。

1 嵌段共聚物的合成

通常MPEG－PLGA的合成方法主要有兩種：縮合共聚法和開環(huán)聚合法。

縮合共聚法是用乳酸、羥基乙酸先行聚合生成低聚PLGA，然后將PLGA和PEG按一定比例反應(yīng)形成嵌段共聚物。該法簡單、易操作，但在反應(yīng)過程中有水生成，使反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行。即使在反應(yīng)過程中不斷排除水分，一般也只能得到少量小分子的嵌段共聚物，而且得到的共聚物產(chǎn)率低，所以脫水是獲得高分子量聚合產(chǎn)物的關(guān)鍵。一般在反應(yīng)前將所有原料和儀器干燥，反應(yīng)過程中通N2保護，盡量減少副反應(yīng)的發(fā)生。

開環(huán)共聚法是先合成丙交酯和乙交酯，再與PEG開環(huán)聚合形成大分子量的嵌段共聚物。在辛酸亞錫的催化作用下，使用預(yù)先提純并真空干燥、保存的丙交酯，乙交酯與PEG聚合，通過控制反應(yīng)物投料的比例得到不同分子量的產(chǎn)物，此法產(chǎn)率一般較高。不足在于：丙交酯是由乳酸合成的，乙交酯是由乙醇酸合成的，含有較多的雜質(zhì)，通過進行多次重結(jié)晶，方可得到純度較高的聚合物，這樣會使產(chǎn)率降低、大大增加了嵌段共聚物的成本；其次，在對 MPEG－PLGA嵌段共聚物進行純化時，通常采用二氯甲烷溶解，再用冰乙醚沉淀。但二氯甲烷是限制使用的溶劑，且中國藥典2010年版明確規(guī)定其限度不得超過600ppm，乙醚也是一種易燃易爆的有機溶劑，因此在很大程度上影響了共聚物的大規(guī)模生產(chǎn)。但實際上，由于乙交酯和丙交酯具有不同的競聚率，PLGA的無規(guī)程度和組成的重現(xiàn)性難以嚴格控制，特別是乙交酯含量較高進行共聚時，由于其競聚率高于丙交酯，易生成少量溶解性差的PGA，難以得到組成均一、乙醇酸含量較高的MPEG－PLGA。

2 MPEG－PLGA的性質(zhì)

PLGA在體內(nèi)的代謝是通過聚酯水解，首先被降解為乳酸和羥基乙酸，然后通過體內(nèi)三羧酸循環(huán)變?yōu)槎趸己退?，其吸收和代謝機理己經(jīng)明確并具有可靠的生物安全性，因而PLGA己被美國FDA批準用于臨床。聶宇等設(shè)計合成三種不同LA／GA比例的MPEG－PLGA，硅化的玻璃試管為陰性對照，未硅化的玻璃試管為陽性對照。以溶血性實驗，血小板黏附實驗，動態(tài)凝血時間實驗，凝血時間實驗，血漿復(fù)鈣實驗和凝血酶原時間實驗等綜合評價指標，表明MPEGPLGA具有優(yōu)良的血液相容性，可用于靜脈注射［1］。

李近等研究材料的降解主要取決于載體材料的性質(zhì)以及水分子的滲入速度。當MPEG分子量越低時，分子量的降低速率更快。由于MPEG親水鏈的引入，增強了聚合物材料的吸水性，酯鍵水解速度提高；較高分子量的MPEG增加了空間位阻，對水分子的攝取能力降低。因此，宏觀表現(xiàn)為聚合物的降解速率隨著MPEG分子鏈的引入而加快，隨著MPEG鏈長的增加又呈現(xiàn)減慢的趨勢［2］。

3 嵌段共聚物的應(yīng)用

3.1 聚合物膠束

各國對MPEG－PLGA嵌段共聚物膠束進行了大量研究工作，通過對MPEG－PLGA進行各種修飾，使其達到提高載藥量，主動靶向的作用。Hyuk Sang Yoo等將MPEG－PLGA與阿霉素連接，通過化學方式將MPEG－PLGA的末端羥基和阿霉素的伯胺基連接，與物理包裹的阿霉素MPEG－PLGA膠束相比，藥物釋放時間延長。在對于HepG2細胞的攝取實驗中，膠束中阿霉素被攝取的濃度大于游離的阿霉素，表明阿霉素被細胞更有效的攝取，主要是通過細胞內(nèi)吞作用，不是被動擴散。使用相同的制備方法，物理包裹的包封率為23.18%，化學連接的 MPEG－PLGA的包封率高達99.09%。MPEG－PLGA膠束中阿霉素的釋放持續(xù)3天，DOX－MPEGPLGA中阿霉素的釋放超過兩個星期［3］。

Haizheng Zhao等人將葉酸與MPEG－PLGA的MPEG連接，對表面具有不同數(shù)量葉酸受體的KB，C6細胞和正常的成纖維細胞進行細胞毒性和細胞攝取實驗，對癌細胞的毒性明顯高于正常細胞，對兩者的細胞攝取能力相似。阿霉素溶液，MPEG－PLGA膠束和葉酸修飾的 MPEG－PLGA膠束的IC50分別為0.96、2.26和0.46μm［4］。

3.2 納米粒

MPEG－PLGA納米粒中親水性柔韌長鏈PEG可在嵌段聚合物納米粒的表面形成一層親水性保護膜，該膜可阻止血漿中調(diào)理蛋白粘附到納米粒表面，減少巨噬細胞對納米粒的識別、吞噬，使納米粒在血液中的循環(huán)時間延長。納米粒的制備方法較多，常用的有復(fù)乳法，乳化溶劑揮發(fā)法，共沉淀法和透析法。A.Beletsi將PLGA和 MPEG－PLGA混合物組裝成納米粒。隨著MPEG－PLGA比例的增大或MPEG－PLGA中MPEG比例的增大，粒徑變小，血液滯留時間延長。在小鼠組織分布實驗中，隨著MPEG－PLGA的比例增加 10%，肝靶向性減少 10%［5］。Evangelos C.Gryparis考察了裝載順鉑的MPEG－PLGA納米粒對前列腺癌細胞的體外抗腫瘤活性。空白納米粒存在較低毒性，對MCF－7細胞毒性隨著PLGA對PEG的比例的增加而增加。載藥納米粒的毒性也不同，可能是由于不同組成的MPEGPLGA對細胞攝取及藥物的泄露方面存在不同［6］。

Jianjun Cheng先合成PLGA－b－PEG－COOH，采用納米沉淀法制備了多烯紫杉醇納米粒，得到的納米粒粒徑與聚合物濃度成線性關(guān)系，然后再與A10RNA配體連接，增強了納米粒向腫瘤細胞的傳遞［7］。

方琴等人采用界面沉積法制備紫杉醇納米粒，帶負電荷，適合于靜脈注射。當MPEG含量為4%時包封率最佳［8］。Hela細胞在紫杉醇納米粒中孵育48h，存活率明顯低于同濃度的紫杉醇注射液。當藥物濃度為2mg／L時，納米粒中的存活率低于40%，在紫杉醇注射液中的細胞存活率高達60%；當藥物濃度為0.5mg／L時，納米粒中的存活率只有20%，在紫杉醇注射液中的細胞存活率高達55%［9］。

3.3 微球

微球是指藥物溶解或者分散在高分子材料基質(zhì)中形成的微小球狀實體，屬于基質(zhì)型骨架微粒。親水性嵌段聚乙二醇單甲醚（MPEG）的存在，提高了材料的柔韌性，從而降低了微球受外力破壞和崩解釋藥的風險。制成微球后，因其對特定器官和組織的靶向性及微粒中藥物釋放的緩釋性，已經(jīng)成為近年來控緩釋劑型研究的熱點，是一類極具開發(fā)潛力的新型藥物載體。王錫山等采用復(fù)乳法制備緩釋微球，平均粒徑310nm，載藥量為15.4%，5－氟尿嘧啶 MPEGPLGA微球的釋放與時間有較好的線性關(guān)系，可持續(xù)5天，具有零級動力學的釋放特性，有較好的緩釋作用［10］。

在體內(nèi)微球中藥物的釋放要依賴于載體材料的降解，釋放有一個溶解、擴散的過程，致使藥物緩慢釋放，達到長效的目的。李近等考察了嵌段材料的分子量對MPEG－PLGA載藥微球降解和釋藥行為的影響。MPEG－PLGA的特性粘度隨PLGA分子量的提高而顯著增加，受MPEG分子量影響較小。但隨著MPEG分子量的提高，分子鏈間的空間位阻增大，共聚物分子層的穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致包封率降低。PLGA分子鏈越長，對藥物的纏繞越緊密，包封效果越好［2］。

4 結(jié)語

MPEG－PLGA是一類生物相容性好，可生物降解的聚酯類材料，可制成膠束、納米粒、微球等多種制劑，進入人體后可延長滯留時間，達到緩釋作用，提高生物利用度。通過對其修飾，可以達到主動靶向，增強靶向細胞對藥物攝取的效果，特別是對多肽、基因和DNA等半衰期短的生物活性分子藥物的作用，可以克服體內(nèi)的屏障，防止藥物在進入靶點以前被完全代謝，具有較好的應(yīng)用前景。但目前仍存在一些問題：MPEG－PLGA的工業(yè)化生產(chǎn)，純化困難，材料成本高；MPEG－PLGA進入體內(nèi)后，如何進入靶器官和靶細胞還沒有進行系統(tǒng)的研究。

［1］聶宇，段友容，張志榮.MPEG表面修飾的PLGA嵌段共聚物的血液相容性評價［J］.生物醫(yī)學工程學雜志，2007：24（2）：336－339.

［2］李近，蔣國強，丁富新.嵌段材料的分子量對PLGA－MPEG載藥微球降解和釋藥行為的影響［J］.高?；瘜W工程學報，2000，22（5）：785－790.

［3］HYUK SANG YOO，TAE GWAN PARK.Biodegradable polymeric micelles composed of doxorubicin conjugated PLGAPEG block copolymer［J］.Journal of Controlled Release，2001（70）：63－70.

［4］HAIZHENG ZHAO，LIN YUE LANRY YUNG.Selectivity of folate conjugated polymer micelles against different tumor cells［J］.International Journal of Pharmaceutics，2008（349）：256－268.