System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种体外降解行为呈线性降解的PLGA及其制备方法和应用技术_技高网

一种体外降解行为呈线性降解的PLGA及其制备方法和应用技术

技术编号:43711474 阅读:7 留言:0更新日期:2024-12-18 21:24
本发明专利技术公开了一种体外降解行为呈线性降解的PLGA及其制备方法和应用,属于高分子医用材料及其制备技术领域。本发明专利技术以3‑甲基乙醇酸酯为原料,通过对其只在乙醇酸位点开环聚合反应,制备了区域选择性大于99%的完全交替PLGA。本发明专利技术制备的完全交替PLGA为首次合成的新材料,具有比非完全交替PLGA材料更高的熔点,更好的热稳定性,更高的结晶度,以及线性降解的特征,有望作为新型可控药物递送材料,具有良好应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种体外降解行为呈线性降解的plga及其制备方法和应用,属于高分子医用材料及其制备。


技术介绍

1、生物降解聚酯作为传统化石基塑料的重要替代品,近年来得到了迅速发展。一系列新型可生物降解聚酯例如pla、pga、pha等已被开发并广泛应用于包装、农业、制药等领域。在这些材料中,交替聚乳酸-羟基乙酸共聚物(plga)由于其独特的微观结构而受到特别的关注。它是由一个l单元(乳酸)和一个g单元(羟基乙酸)以交替的顺序组成的。完全交替的plga只具有l-g一种连接单元,而非完全交替的plga中则具有l-l、l-g、g-g三种连接单元。与非交替的plga相比,交替plga具有更可控的降解行为,因此被认为是可控药物递送的理想材料。这是因为plga的降解行为与其链结构高度相关,其中三种连接单元的降解速度由快到慢分别为:g-g>l-g>l-l。当使用非完全交替的plga作为药物载体时,由于载体的非线性降解,药物释放不受控制,可能导致局部ph的突然变化和药物释放的波动。因此,要实现药物的可控释放,必须尽可能避免在plga载体中生成g-g或l-l连接单元,即探索完全交替plga的合成方法具有重要的研究和应用价值。

2、目前,商用plga多通过乙醇酸和乳酸的缩聚反应制备,得到的plga不具备交替结构。而在交替plga的合成中,手性3-甲基乙醇酸酯(meg)的区域选择性开环聚合,是合成交替plga的有效方法。然而,通过该路径实现完全交替的plga的合成仍存在两个难点:(1)meg开环聚合中尚未能实现完全的区域选择性;(2)反应中存在转酯化副反应。这些问题都阻碍了完全交替plga的合成。近年来,科研工作者针对该路线进行了大量研究,已经实现了具有一定交替度的plga的合成。例如,qiu小组证明,采用亚辛酸为催化剂时,meg单体的开环聚合只能实现中等的区域选择性(85%)。meg单体的开环本质上倾向于位阻较小的g位点。2020年,satoh小组报告了使用磷腈碱作为催化剂的(s)-meg的开环聚合。催化剂倾向于在亲电性更强的l位点开环,在-78℃下具有95%的区域选择性。值得注意的是,由于聚合物微观结构中的区域缺陷,两种plga都没有熔点。2021年,基于空间位阻和手性控制的协同效应,coates课题组利用手性(salbinam)alor配合物对(s)-meg的开环聚合反应,合成了区域选择性高达98%的交替plga。然而,即使对于具有98%高区域选择性的plga,其熔点仍然是不明确的,这表明聚合物中存在的少数结构缺陷对plga的热性能产生了严重影响。而现有的催化体系只能实现有限的区域选择性,同时无法完全避免聚合反应中存在的酯交换副反应作用,导致plga链中g-g或l-l键的生成仍然是不可避免的。这些聚合物链中存在少量的g-g或l-l键会进一步导致plga降解速率的波动。因此,通过进一步提高3-甲基乙醇酸酯(meg)在开环聚合中的区域选择性,抑制反应中的副反应,进而实现完全交替plga的合成,是十分必要的。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种体外降解行为呈线性降解的plga,即完全交替的plga。

2、本专利技术的技术方案:

3、本专利技术的目的之一是提供一种体外降解行为呈线性降解的plga,该plga为g-l交替结构,其中g为羟基乙酸单元,l为乙醇酸单元,g单元和l单元在plga中个数比例相同。

4、进一步限定,plga中g单元和l单元以完全交替的顺序排列,立体选择性大于99%,且maldi-tof质谱具有单一分布的质量峰分布,间隔为130。

5、进一步限定,plga的数均分子量为2000~100kg/mol,分子量分布为1.01~2.0,玻璃化转变温度tg为30~60℃,熔融转变温度tm为90~160℃。

6、进一步限定,plga的结构式如下:

7、

8、本专利技术的目的之二在于提供一种上述plga的制备方法,该方法具体为:将手性配体溶解于甲苯中,滴加三甲基铝或异丙醇铝溶液后,加入聚合单体,加入引发剂,在在反应温度下反应10min~100h,用冷甲醇或正己烷淬灭后,真空干燥,得到plga。

9、进一步限定,手性配体结构式如下:

10、

11、进一步限定,聚合单体为手性3-甲基乙醇酸酯。

12、更进一步限定,聚合单体结构式如下:

13、

14、进一步限定,引发剂是结构式为roh的醇类化合物或结构式为(ro)xm的金属醇盐,式中r为碳原子数1~10的直链、具有支链的烷基或具有取代基的苯环中的一种,所述取代基包括含有及不含有氧、氮杂原子的基团,x为1-4,m为金属离子。

15、更进一步限定,引发剂为二苯甲醇。

16、进一步限定,反应温度为-30~110℃。

17、进一步限定,手性配体和聚合单体的物质的量比为5:1~0.0001:1。

18、本专利技术的目的之三是提供一种上述plga的应用,具体的作为药物可控递送材料使用。

19、进一步限定,药物可控递送材料由左旋聚乳酸-羟基乙酸聚合物和右旋旋聚乳酸-羟基乙酸聚合物按照1:1的质量比混合后形成。

20、进一步限定,药物可控递送材料玻璃化转变温度tg介于30~60℃,熔融转变温度tm介于160~240℃。

21、有益效果:

22、本专利技术提供一种完全交替plga的合成方法,聚合反应只在乙醇酸位点开环,反应活性高,反应条件温和,产率高,副反应少,且操作简单,后处理方便。本专利技术得到的完全交替plga相比于市面上和文献中报道的plga,具有更高的熔点,更好的热稳定性,更高的结晶度,以及线性降解的特征,有望作为新型可控药物递送材料,经济价值高。

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【技术保护点】

1.一种体外降解行为呈线性降解的PLGA,其特征在于,所述PLGA为G-L交替结构,其中G为羟基乙酸单元,L为乙醇酸单元,G单元和L单元在PLGA中个数比例相同。

2.根据权利要求1所述的PLGA,其特征在于,PLGA中G单元和L单元以完全交替的顺序排列,立体选择性大于99%,且MALDI-TOF质谱具有单一分布的质量峰分布,间隔为130。

3.根据权利要求1所述的PLGA,其特征在于,PLGA的数均分子量为2000~100kg/mol,分子量分布为1.01~2.0,玻璃化转变温度Tg为30~60℃,熔融转变温度Tm为90~160℃。

4.一种权利要求1~3任一项所述的PLGA的制备方法,其特征在于,将手性配体溶解于甲苯中,滴加三甲基铝或异丙醇铝溶液后,加入聚合单体,加入引发剂,在在反应温度下反应10min~100h,用冷甲醇或正己烷淬灭后,真空干燥,得到PLGA。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,手性配体结构式如下:

6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,聚合单体为手性3-甲基乙醇酸酯。

<p>7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,引发剂是结构式为ROH的醇类化合物或结构式为(RO)xM的金属醇盐,式中R为碳原子数1~10的直链、具有支链的烷基或具有取代基的苯环中的一种,所述取代基包括含有及不含有氧、氮杂原子的基团,X为1-4,M为金属离子。

8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,反应温度为-30~110℃。

9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,手性配体和聚合单体的物质的量比为5:1~0.0001:1。

10.一种权利要求1~3任一项所述的PLGA的应用,其特征在于,作为药物可控递送材料使用。

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【技术特征摘要】

1.一种体外降解行为呈线性降解的plga,其特征在于,所述plga为g-l交替结构,其中g为羟基乙酸单元,l为乙醇酸单元,g单元和l单元在plga中个数比例相同。

2.根据权利要求1所述的plga,其特征在于,plga中g单元和l单元以完全交替的顺序排列,立体选择性大于99%,且maldi-tof质谱具有单一分布的质量峰分布,间隔为130。

3.根据权利要求1所述的plga,其特征在于,plga的数均分子量为2000~100kg/mol,分子量分布为1.01~2.0,玻璃化转变温度tg为30~60℃,熔融转变温度tm为90~160℃。

4.一种权利要求1~3任一项所述的plga的制备方法,其特征在于,将手性配体溶解于甲苯中,滴加三甲基铝或异丙醇铝溶液后,加入聚合单体,加入引发剂,在在反应温度下反应10min~100h,用冷甲醇或正己烷淬灭...

【专利技术属性】
技术研发人员:王庆刚徐广强郭泫华
申请(专利权)人:中国科学院青岛生物能源与过程研究所
类型:发明
国别省市:

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