使用渗透压力调节聚酯聚合物的形状

Summary

聚合物体是自组装的聚合囊泡，形成球形，以尽量减少吉布的自由能量。在药物输送方面，更拉长的结构是有益的。本协议建立了方法，以创建更多的棒状聚合物体，与拉长的纵横比，使用盐诱导渗透压力和减少内部囊泡体积。

Abstract

聚合物体是膜结合的双层囊泡，由嗜血块共聚体制成，可以封装疏水和亲水有效载荷，用于药物输送应用。尽管聚合物体很有前途，但由于其球形，其应用有限，而细胞不易被细胞占据，固体纳米粒子科学家证明了这一点。本文描述了一种盐基方法，用于提高球形聚合物（乙二醇）（PEG）基聚合物的纵横比。这种方法可以拉长聚合物体，并最终通过在形成后透析中加入氯化钠来控制其最终形状。盐浓度可以多种多样，如本方法所述，基于用作聚合物和目标形状基础的块聚合物的疏水性。拉长的纳米粒子有可能更好地瞄准直径较大的血管中的内皮，如观察到边缘的静脉。本方案可利用拉长技术与聚合物的双载长循环效益配合，扩大治疗纳米粒子的应用。

Introduction

形状调制是改善纳米粒子介质药物输送的一种相对较新和有效的方法。形态的变化不仅增加了粒子的表面积，反过来又增加了承载能力，而且对提高稳定性、循环时间、生物可用性、分子靶向和受控释放¹具有全面的影响。聚合物体是该方法中焦点的纳米粒子，它倾向于热力学自我组装成球形，这已被证明在细胞吸收中不切实际，并且更容易在免疫系统中作为异物检测到。能够将结构拉长成一根蛋白石或一根棒子，将使药物携带者通过模仿原生细胞来躲避巨噬细胞，并更成功地将它们交付到他们期望的目标2、3、4、5、6、7。聚合物体的显著优点，包括有效载荷的膜绑定保护，膜的刺激反应，以及亲水药物和疏水药物^8，9，10的双重封装，使他们在形状调制过程中保持药物输送的有力候选者。

调节聚合物体的形状有许多不同的方....

Protocol

1. 使用溶剂注射法形成球形聚合物

1. 有机溶剂中聚酯溶解
   注:一次只应溶解一个聚酯溶解在各自的有机溶剂中，形成聚合物体。
   1. 溶解聚酯PEG-PLA或PEG-b-poly（乳酸-共甘油酸）（PEG-PLGA）在二甲基硫氧化物（DMSO）的浓度为1.5%的重量。具体来说，溶解 0.015 克选定的聚酯在 1 mL 的 DMSO （15 毫克/毫升）.。聚合物的完全溶解可能需要长达15分钟的涡流。
2. 当聚酯溶解在有机溶剂中时，根据 图1设置溶剂注射装置。
   1. 将搅拌板直接放在垂直注射器泵下面。将一个 5 mL 玻璃瓶与 1 mL 的 II 型电离水和微型搅拌棒放在搅拌盘上。
   2. 调整注射器泵的高度，使针头的尖端完全浸入II型电离水中。
   3. 将注射器泵的输液速率设置为 5 μL/分钟。
      注:如果使用小容量注射器泵，则可以将带注射器的适配器设置在环形支架上。如果使用大容量注射器泵，泵可以垂直放置在实验室插孔上以调整高度。
3. 通过将有机溶剂和聚酯溶液（第 1.1.1 步）绘制成 27 G 针头，针头长度为 1/2"，执行溶剂注射。
   1. 将针头放入注射器泵中，确保完全安全。调整推手块以触摸注射器柱塞的末端。
   2. 启动搅拌盘，使水在 100 rpm 旋转，然后启动注射器泵。

Results

表 2 在遵循协议步骤 1 时呈现预期结果。请注意，DMSO 在聚合物体形成中用作 PEG-PLA 和 PEG-PLGA 的溶剂。偏离这种溶剂是可能的，因为其他水错溶剂将溶解共聚物，但预计将改变结果。预计PDI将低于0.2，表明单分散聚合物^体17的形成。请注意，水灵性增加会导致聚合物直径和 PDI 的偏差增加。如果运行协议时，聚合物直径与此表中报告的直径有显著差异:最典型的罪魁祸首是纳米粒子浓度低，该样本的计数率较低。

图2在添加盐梯度之前显示非形状调节聚合物的外观。这里介绍的是PEG-PLA聚合物体在协议步骤1之后取得的具有代表性的结果。无论使用块共聚体，TEM 应指示整体球形结构，外线较厚，表示膜。没有 NaCl，PEG-PLA 聚合物在 SEM 中作为球形结构存在，通过粗糙的表面呈现观察到类似毛刷的 PEG 外部层。

图3.......

Discussion

自组装系统是出了名的无法控制。它们的最终属性，包括大小、形状和结构，是由所选的两栖动物的疏水特性和所选溶剂环境驱动的。嗜血块共聚物倾向于球形，从而最大限度地减少吉布的自由能量，并导致热力学平衡^23，从而形成聚合物体。由于其平衡性质，聚合物体在拉长或改变形状方面具有更大的挑战性，因此，与固体纳米粒子相比，研究较少。溶剂驱动的方法已经与PEG-b-聚苯乙烯（PS）为基础的聚合物体12，13，24，25，26，27进行了广泛的研究。然而，由于需要重新优化每个块聚合物基于溶剂的方法的协议，这种方法尚未被广泛采用，以改变由替代材料制成的聚合物体的形状。用于调节聚合物形状的其他方法与聚合物化学非常特殊:一些引入.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
15*45 样品瓶螺纹，带盖	Fisher brand	9609104000
二甲基亚砜	Fisher Chemical	D128-1
二甲基亚砜	BDH	BDH1115-1LP
Isoremp 搅拌器、加热板和搅拌加热板	Fisher scientific	CIC00008110V19
LEGATO 130 注射泵	kd Scientific	788130
PEG（1000）-b-PLA（5000），二嵌段聚合物	Polysciences Inc	24381-1	复制
聚乙二醇时注意分子量 （2000） 甲基醚嵌段-聚（丙交酯-共乙交酯） （4500）	Sigma aldrich	764825-1G	注意复制
一次性注射器/BD PrecisionGlide 针头组合时的分子量，无菌，BD 医疗	BD 医疗	BD305620	结核菌素
氯化钠	BDH	BDH9286
Zetasizer Nano ZS	Malvern