PCL-MPEG
PCL-MPEG聚合物在可注射缓释系统中的研究与开发
一、产品概述
PCL-MPEG 是一种两亲性嵌段共聚物,由疏水性的聚己内酯(PCL)与亲水性的甲氧基聚乙二醇(MPEG)通过共价键连接形成。该共聚物结合了 PCL 的优异生物降解性与 MPEG 的良好亲水性与生物相容性,在水相中可以自组装形成核-壳结构的胶束或纳米颗粒,广泛应用于药物递送、组织工程、生物成像与智能材料领域。
常见结构形式为:MPEG-b-PCL(或PCL-b-MPEG),其中 MPEG 末端封闭为甲氧基,避免交联,提高水溶性。
二、结构与参数
1. 分子结构
MPEG(甲氧基聚乙二醇)段:亲水,赋予水溶性、延长体内循环时间;
PCL(聚己内酯)段:疏水,能包载脂溶性药物,具慢降解特性;
整体结构具“两亲性”——水相中可自发形成胶束、纳米粒子或微乳液。
2. 常见参数规格(可定制)
参数 范围
MPEG 分子量 500–5000 Da(常用2000)
PCL 分子量 3000–30,000 Da
LA:GA 比例 不适用(PCL为单体)
共聚比例 可定制 1:1,1:2,1:4等
外观 白色粉末或蜡状固体
端基 MPEG 端为甲氧基;PCL 端为羟基、氨基或羧基等可选官能团
三、物理化学性质
性质 描述
溶解性 溶于 DMSO、THF、乙腈、二氯甲烷;可在水中形成胶束
熔点 MPEG段约55°C;PCL段为59–64°C(结晶性强)
CMC(临界胶束浓度) 通常为10⁻⁶~10⁻⁷ M,形成胶束稳定
粒径(自组装胶束) 一般为30–150 nm,取决于分子量与比例
Zeta电位 通常为中性或轻微负电
热稳定性 高,适合缓释载体或注射制剂应用
降解周期 可达几周至几个月(比PLA更慢)
四、生物性能
1. 生物降解性
PCL 段在体内缓慢水解成己内酯单体,被代谢路径吸收;降解速率较 PLA 和 PLGA 更缓慢,适合长效控释系统。
2. 生物相容性
MPEG 端抑制非特异性蛋白吸附,具“隐形”功能,减少免疫识别、延长循环时间,广泛用于药物纳米载体。
3. 毒性评估
PCL-MPEG 降解产物无毒,经过大量动物实验与临床前验证,已在多项药物递送系统中获批使用。
五、应用领域
1. 疏水性药物递送(胶束或纳米粒)
药物如紫杉醇、环磷酰胺、阿霉素、多烯紫杉醇;
PCL核心可封装疏水药物;
MPEG外壳增加水溶性、延长血中半衰期;
可实现控释、肿瘤靶向递送、口服/注射使用。
2. 蛋白质/多肽递送
PCL-MPEG作为载体保护蛋白质、酶、多肽免受降解;
可缓慢释放、提升稳定性和生物利用度;
适用于皮下、鼻腔、口服等途径。
3. 生物成像和示踪载体
可共价接枝荧光团(FITC、Cy5.5)或造影剂;
用于肿瘤、淋巴系统示踪、MRI对比剂包载。
4. 疫苗递送平台
可封装抗原或佐剂;
实现缓释与淋巴结靶向递送;
提高免疫原性与持续性。
5. 组织工程与支架材料
PCL为优秀支架材料,力学性能好、降解慢;
MPEG修饰可提高水合性、促进细胞黏附;
适用于骨修复、软骨、血管支架等。
六、改性与拓展形式
PCL-MPEG 可通过引入不同端基实现更多功能,例如:
改性形式 功能说明
PCL-MPEG-COOH 末端羧基,便于与蛋白、多肽、抗体偶联
PCL-MPEG-NH₂ 末端氨基,可与NHS酯、马来酰亚胺反应
PCL-MPEG-FITC / Cy5 荧光标记用于生物成像与示踪
PCL-MPEG-Biotin 可与链霉亲和素构建复合递送系统
PCL-MPEG-MAL 与巯基分子反应,用于靶向修饰(如RGD, FA)
PCL-MPEG-RGD 实现肿瘤细胞整合素靶向
七、使用与储存建议
1. 储存条件
常温避光干燥保存;
长期存放建议于 –20°C 冷冻;
避免暴露空气中吸湿或氧化。
2. 使用方法
可溶于 DMSO、DCM、THF 等用于溶剂挥发法制备纳米粒;
或以乳液-溶剂蒸发法、纳米沉淀法制备药物载体;
可用0.22 μm 滤膜无菌过滤,用于细胞或动物实验。
八、总结与展望
PCL-MPEG 作为一种结构可调、功能可拓展的两亲性嵌段共聚物,在长效药物控释、组织工程支架、生物成像、疫苗平台等多个领域展现出广阔的应用前景。它结合了 PCL 的强力学性与缓降解性和 PEG 的高亲水性与生物兼容性,是当前医学高分子材料中极具代表性的智能材料之一。
随着合成技术的发展,PCL-MPEG 不仅可以实现粒径、结构、释放速率的控制,还可进一步进行官能化修饰(如接枝抗体、肽、多糖等),将其推向更加智能化和多功能化的生物医药应用平台。西安齐岳生物科技有限公司专业提供高品质的PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)、PLA(聚乳酸)及PCL(聚己内酯)等生物可降解高分子材料,广泛应用于药物控释载体、组织工程支架、微球制备、缓释注射剂、纳米颗粒等前沿生物医药和科研领域。公司产品具备分子量可控、乳酸/羟基乙酸比例、可按需功能化改性等特点,支持定制羧基(-COOH)、氨基(-NH₂)、巯基(-SH)等活性基团,满足不同实验或产业化应用需求。齐岳生物始终坚持质量为本、创新驱动,致力于为国内外科研院所和企业提供稳定、可靠的高分子材料解决方案。欢迎咨询订购或定制服务。相关产品:
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