嵌段共聚物是近年來出現(xiàn)的一類重要的多相體系，作為一種性質(zhì)良好的高分子材料已引起物理學(xué)家、化學(xué)家和生物學(xué)家的極大關(guān)注，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、建筑和化工等行業(yè)。嵌段共聚物（Block Copolymers）是由化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)不同的兩種或兩種以上的大分子通過頭尾連接所形成的共聚物，構(gòu)成嵌段共聚物的每一段聚合物，都可以稱之為一個“嵌段”(block)?；诓煌酆衔锴抖蔚挠H水性、溶解性和物理化學(xué)性質(zhì)的內(nèi)在差異，嵌段共聚物能夠形成多種微結(jié)構(gòu)。

嵌段共聚物的合成、組成、特性

嵌段共聚物的快速發(fā)展與新型聚合技術(shù)的開發(fā)密切相關(guān)。嵌段共聚物通?？梢酝ㄟ^以下方式獲得：(a)順序可控或活性聚合，(b)簡單偶聯(lián)反應(yīng)，(c)使用由2個不同起始片段組成的雙引發(fā)劑，(d)包含功能切換的大分子引發(fā)劑等。值得注意的是，有時僅通過單一聚合技術(shù)無法合成某些特定結(jié)構(gòu)的共聚物，此時，應(yīng)該將多種聚合方法相結(jié)合，進(jìn)行全面篩選，可以顯著提高成功率。

用A、B、C來表示嵌段共聚物中鏈段，一般嵌段共聚物可表示為A-B型兩嵌段共聚物、A-B-C型或A-B-A型三嵌段共聚物、-（-A-B-）n-型多嵌段共聚物、環(huán)型嵌段共聚物和星狀接枝共聚物等。

嵌段共聚物的組成類型

PEG是一種無毒、親水、非免疫原性的聚合物，具有良好的生物相容性，為FDA批準(zhǔn)使用的非離子型聚醚，其羥基端基為弱氫鍵酸，主鏈中含弱堿性醚鍵。可以通過多種方法將PEG分子添加到藥物遞送載體中，包括共價鍵合，制備過程中的共混或表面吸附，同時可以在任一端基上對PEG進(jìn)行修飾以使其與其他分子或聚合物連接。PEG最初被引入只要領(lǐng)域，主要是其能有效地減少或避免與免疫球蛋白作用，阻礙載體與吞噬細(xì)胞黏合，從而延長藥物在體內(nèi)循環(huán)時間，減少藥物在到達(dá)靶點前的損失，減輕全身毒副作用，此外，由于其親水性、線性、柔性、不帶電荷，以及易獲得狹窄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布，因此常被用于開發(fā)嵌段共聚物。

目前，隨著高分子材料的發(fā)展，人們越來越青睞于一些可降解的高分子載體材料，因為它不會在體內(nèi)積聚，也不會對環(huán)境造成影響，且很容易在人體內(nèi)代謝和排泄，因此在生物醫(yī)學(xué)或藥物釋放領(lǐng)域顯示出誘人的應(yīng)用前景。生物可降解材料不再局限于藥物、多肽和蛋白質(zhì)的定點靶向，在醫(yī)療器械和傷口敷料中也越來越重要。為了滿足這些要求，生物可降解嵌段共聚物被認(rèn)為是一種很有前途的生物材料，因為它們可以通過改變嵌段的組成比例或添加新的期望性能的嵌段來改變它們的兩親性、物理和力學(xué)性能。

與小分子表面活性劑相似，在水中，嵌段共聚物分子在低濃度時以單體形式存在；當(dāng)濃度增加至臨界膠束（CMC）濃度后，由于疏水作用、靜電作用、氫鍵等分子間作用力，疏水區(qū)相互吸引，締合在一起，形成膠束。聚合物膠束是被廣泛研究的遞送方式之一，其外殼最大限度地減少了調(diào)理作用，而內(nèi)核則解決藥物溶解問題，這是藥物遞送的先決條件。疏水性藥物的水溶性差，限制了高通量篩選的成功率。這給科研人員的制劑工作帶來了挑戰(zhàn)，尤其是考慮到已批準(zhǔn)的高分子量、高熔點、高親脂性的藥物分子越來越多，傳統(tǒng)的脂類制劑增溶方法存在著藥物在體內(nèi)吸收前快速沉淀的問題。相反，膠束表現(xiàn)出優(yōu)越的熱力學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性。

嵌段共聚物在藥物遞送系統(tǒng)中的應(yīng)用

在藥物遞送系統(tǒng)中，載體的選擇至關(guān)重要，而嵌段共聚物膠束作為一種優(yōu)質(zhì)的高分子材料，憑借其獨特的優(yōu)勢受到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。通過對前人大量研究工作的深入學(xué)習(xí)與總結(jié)，選擇嵌段共聚物膠束作為藥物輸送載體，具有以下優(yōu)勢：(1)有多種不同類型的合成或天然聚合物可用于形成嵌段共聚物，制備方法簡單，且不會對環(huán)境造成污染；(2)嵌段共聚物膠束具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其結(jié)構(gòu)已知且較窄的尺寸分布也給遞送體系的設(shè)計帶來方便；(3)共聚物在溶液中不相容嵌段相分離形成膠束的內(nèi)核和外殼。藥物包埋在內(nèi)核，溶劑化了的外殼阻止疏水內(nèi)核的相互作用。大大增加了載藥量，使體系有效的給藥；(4)嵌段共聚物膠束尺寸一般為10～100nm，這個尺寸可以保障在血流中長程循環(huán)的實現(xiàn)；(5)嵌段共聚物可以把藥物通過化學(xué)鍵鍵合到共聚物疏水部分，也可以利用各種相互作用使藥物包埋在膠束內(nèi)；(6)無需化學(xué)修飾實現(xiàn)高載藥率。

兩親性嵌段共聚物的各種自組裝

近年來，對聚乳酸（PLA）、聚乙丙酯（PCL）及其與聚乙二醇（PEG）的嵌段共聚物研究很多，這些聚合物都表現(xiàn)出一定的溶蝕降解特性，結(jié)晶度低的降解較快，最終降解成水和CO2，而且中間體乳酸也是體內(nèi)的正常代謝物。PLA-PEG、PCL-PEG嵌段共聚物中，PLA、PCL是疏水段，而PEG是親水段，調(diào)節(jié)兩者的比例及共聚物的相對分子質(zhì)量可控制其降解性能，從而控制微球中藥物的釋放速率。

在癌癥治療方面，傳統(tǒng)化療法缺乏對腫瘤細(xì)胞的特異性和靶向性，因此常常出現(xiàn)損害健康細(xì)胞或產(chǎn)生耐藥性的情況。此外，抗癌藥物的低水溶性也是藥物設(shè)計中的一個制約因素。嵌段共聚物具有良好的自組裝特性和較高的載藥效率，可以避免這一問題?？烧{(diào)的物理化學(xué)性質(zhì)和進(jìn)一步的官能團(tuán)化為制劑開發(fā)提供了非常有前途的輔料。嵌段共聚膠束通過增強(qiáng)滲透性和保留性在目標(biāo)部位進(jìn)行被動分布和保留，促進(jìn)大分子或微粒的運(yùn)輸和定位，以減少對健康細(xì)胞的暴露和損害。因此，嵌段共聚物因其熱力學(xué)穩(wěn)定、生物相容性好、毒性小，在藥物輸送和靶向治療方面?zhèn)涫芮嗖A。然而，由于血管系統(tǒng)的不均勻性，導(dǎo)致藥物分布不均勻，但是嵌段共聚物的分子鏈有著豐富的可設(shè)計性,如各嵌段的化學(xué)組成、兩親比例及共聚物相對分子質(zhì)量等, 通過對聚合物骨架進(jìn)行化學(xué)修飾，進(jìn)而提高載體與靶細(xì)胞的選擇性和親和力。

嵌段共聚膠束將親脂性藥物包裹在其疏水微環(huán)境核心中，提高了其溶解性和生物利用度。這種自組裝是由親水性和疏水性嵌段之間的水溶性差異驅(qū)動的，隨著溫度的升高，締合數(shù)逐漸增加，從而推斷出膠束的各向異性生長或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。研究還表明，混合膠束的方法通常將兩種具有不同親水-親油平衡值的嵌段共聚物結(jié)合在一起，以增強(qiáng)藥物的包封性和穩(wěn)定性。

總之, 基于嵌段共聚物的藥物遞送系統(tǒng)在提高治療效率和最大限度減少毒副作用方面具有巨大的潛力。此外，它們的自組裝行為在醫(yī)學(xué)、生命、生物技術(shù)和環(huán)境領(lǐng)域都非常重要，有望發(fā)揮意想不到的應(yīng)用價值。

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