形狀記憶納米顆粒的制備及其表征

王文璽　石宏圖

摘 要 本文成功制備了具有形狀記憶功能的交聯(lián)六臂聚乙二醇-聚己內(nèi)酯-丙烯酰氯（c-6armPEG-PCL-AC），并通過(guò)原子力顯微鏡（AFM）考察其納米顆粒的形狀記憶效果，結(jié)果表明c-6armPEG-PCL-AC納米顆粒具有良好的形狀記憶性能。

關(guān)鍵詞 形狀記憶 納米顆粒 回復(fù)率

0引言

形狀記憶聚合物在藥物控制釋放體系中的應(yīng)用被廣泛關(guān)注。據(jù)報(bào)道，相對(duì)于球形顆粒，長(zhǎng)棒狀的顆粒更難被巨噬細(xì)胞吞噬，從而達(dá)到長(zhǎng)循環(huán)的要求。在藥物控釋體系中，與單獨(dú)的球形、棒狀的納米顆粒相比，形狀記憶納米顆粒把兩者結(jié)合起來(lái)，在血液循環(huán)中采用納米顆粒的臨時(shí)形狀即棒狀，等到達(dá)病灶位置，給一定的外界刺激，使其能夠變回球形，隨后進(jìn)行藥物釋放，提高治療效果。

1 c-6armPEG-PCL-AC納米顆粒的制備

（1）按質(zhì)量比1：2分別稱(chēng)取6arm PEG和%^-CL于單頸瓶中，并稱(chēng)量?jī)烧呖傎|(zhì)量1%的SnCl2于瓶中，45℃水浴加熱下抽真空5h；140℃下反應(yīng)6h，用無(wú)水乙醇作為沉淀劑將合成的聚合物進(jìn)行純化，得到6armPEG-PCL；

（2）將適量的6armPEG-PCL溶于3倍體積已除水的二氯甲烷中，移取等摩爾的三乙胺和丙烯酰氯與之充分反應(yīng)，6h后用乙醇析出產(chǎn)物得到6armPEG-PCL-AC；

（3）稱(chēng)取適量的6arm PEG-PCL-AC和10%的光引發(fā)劑TPO于燒杯中，加入四氫呋喃，避光溶解，配成3mg/mL的6arm PEG-PCL-AC的四氫呋喃溶液；

（4）用注射器滴加6arm PEG-PCL-AC溶液于等量水中（邊滴加邊攪拌），速度為2滴/s，攪拌速度為450r/min，待四氫呋喃揮發(fā)完后，對(duì)納米顆粒水溶液進(jìn)行紫外光照40min，得到交聯(lián)的c-6arm PEG-PCL-AC球形納米顆粒；

2 6armPEG-PCL-AC的核磁共振氫譜分析

為了確認(rèn)6arm PEG-PCL-AC的成功合成，采用核磁共振譜儀對(duì)最終合成產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)。從圖1中可以看到，化學(xué)位移為%]=3.62ppm（a）處的質(zhì)子峰屬于6armPEG中-CH2-O-（a）的氫質(zhì)子峰。化學(xué)位移%]=2.28ppm（b），1.64ppm（c），1.35ppm（d）以及4.05ppm（e）處的質(zhì)子峰分別歸屬于PCL中-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-（b，c，d，e）的氫質(zhì)子峰，化學(xué)位移%]=5.83ppm（f），6.16ppm（g），6.45ppm（h）處的質(zhì)子峰（圖中放大部分）屬于丙烯基中–CH=CH–（f，g，h）的氫質(zhì)子峰，由此可以證明6arm PEG-PCL-AC成功合成。

3 c-6armPEG-PCL-AC納米顆粒形狀記憶性能分析

為了考察納米顆粒的形狀記憶性能，先研究材料c-6arm PEG-PCL-AC自身的宏觀形狀記憶性能。將6arm PEG-PCL-AC與光引發(fā)劑TPO避光加入到二氯甲烷中溶解，溶劑揮發(fā)后在60℃條件下熔融，用紫外燈對(duì)熔融物進(jìn)行40min光照交聯(lián)，得到c-6arm PEG-PCL-AC材料。隨后考察材料的宏觀形狀記憶性能，如圖2-A所示，通過(guò)外力將原始形狀材料進(jìn)行變形，并通過(guò)冷卻固定得到變形后的臨時(shí)形狀，給予溫度刺激，材料發(fā)生回復(fù)，通過(guò)計(jì)算得到材料的固定率為98.8%，45℃條件下的回復(fù)率為98.1%，表明c-6arm PEG-PCL-AC材料具有良好的宏觀形狀記憶性能。

為了考察c-6arm PEG-PCL-AC納米顆粒的形狀記憶性能，將所得到的球形納米顆粒通過(guò)與聚乙烯醇（PVA）水溶液混合均勻并干燥得到載有球形納米顆粒的PVA薄膜，經(jīng)過(guò)加熱、拉伸變形、冷卻固定、溶解、離心得到臨時(shí)形狀的橢球形顆粒，當(dāng)再次給予45℃的溫度刺激時(shí)，橢球形顆粒回復(fù)到球形顆粒，圖2-B為球形納米顆粒的形狀記憶過(guò)程，通過(guò)統(tǒng)計(jì)納米顆粒變形前后、回復(fù)后的長(zhǎng)徑比表達(dá)其形狀記憶性能，從圖2-C中看到變形前納米顆粒的長(zhǎng)徑比為1.03，變形后長(zhǎng)徑比2.66，45℃回復(fù)后長(zhǎng)徑比為1.13，說(shuō)明c-6arm PEG-PCL-AC納米顆粒具有較好的形狀記憶性能。

4結(jié)論

所制備的c-6arm PEG-PCL-AC球形納米顆粒具有良好的微觀形狀記憶性能，這將為形狀記憶聚合物在藥物控制釋放體系的應(yīng)用打開(kāi)新的篇章。

參考文獻(xiàn)

[1] Yoo J-W&S.Mitragotri.; Proceedings of the National Academy of Sciences， 2010， 107（25）： 11205-11210.