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PLGA可降解高分子材料：一种优秀的药物递送系统（DDSs） 二维码
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发表时间：2025-02-08 12:36
聚乳酸-羟基乙酸（Poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA）由于其出色的生物相容性和可降解性，已经被广泛应用于药物递送系统（DDSs）[1]。基于PLGA的DDSs可以定制为以可控的速率释放药物，保护药物免受降解，并在整个产品生命周期内提高药物的稳定性［2］。PLGA是聚乳酸（PLA）和聚羟基乙酸（PGA）的共聚物，其降解速率能够通过LA与GA两种单体的共聚比例来调节，是脂肪族聚酯中医学应用最为广泛的生物降解高分子材料。
在过去的几十年里，PLGA除了已被美国食品和药物管理局（FDA）以及欧洲药品管理局（EMA）批准用于骨科固定、医用手术缝合线，PLGA微球已成为市场上最成功的复合胃肠外药物制剂之一（Biondi等人，2008；Snejdrova等人，2020）。事实上，美国食品药品监督管理局已经批准了10多种PLGA介导的缓释微球制剂，包括含肽微球、Lupron Depot®（亮丙瑞林）、Sandostatin®LAR（醋酸奥曲肽）、Nutropin®（Depot生长激素）和Trelstar™Depot（曲普瑞林）；以及含有小分子的微球利培酮和纳曲酮（Allen&Evans，2020）。这些长效制剂可在几周到几个月的时间内持续释放药物［1］。 PLGA可以通过乳酸和乙醇酸的直接缩合或通过丙交酯（LA）和乙交酯（GA））环状二聚体的开环聚合（ROP）合成。ROP中使用双（2-乙基己酸锡）（Sn（Oct）2）、脯氨酸锌和辛酸亚锡等引发剂，以获得所需分子量的具有羟基和羧基端基的PLGA共聚物[3]。这种人工合成的可降解聚合物，能够克服天然高分子的高免疫原性和杂质的存在等的缺点和局限性。其疏水性和末端或侧枝的可修饰性，使其很容易以物理包裹或化学键合方式制成各种长效的药物携带系统，如微球、微胶囊和胶束等。 PLGA的关键特性，如乳酸/乙醇酸（LA/GA）比、分子量（Mw）分布和端基，均会影响微球药物释放的速率和机制。同样，PLGA的合成方法以及使用的催化剂也会影响产品性能。主要有以下几个方面：
一、单体比例（Monomer Ratio） 首先，LA与GA的比例会影响共聚物的溶解性（见图2）［4］。PLA易溶于大多数极性和非极性溶剂，而PGA则相反。因此，当LA：GA＞50：50时，共聚物不溶于大多数溶剂。只有当LA：GA＞70：30时，其在氯仿、丙酮等普通易挥发的溶剂中良溶，因而适合乳液法制备PLGA纳米微球。 图2. PLGA的共聚比例与溶解性。
其次，LA与GA的比例会影响共聚物的降解速率。PLGA由通过酯键连接LA和GA。GA是最小的α-羟基酸，因此高度溶于水。因此，含有GA（GA-GA或GA-LA）的酯键更疏水，导致比LA-LA连接的酯更优先切割。此外，LA中甲基侧链的存在使其比GA更疏水，因此，富含LA的PLGA共聚物亲水性较低，吸水较少，随后降解速度较慢（Schliecker等人，2003）。当LA/GA的比例为50/50时，PLGA的降解速率很高，并且随着LA比例的增加，降解速率降低。此外，GA的降解会产生更多的酸性低聚物，这些低聚物表现出更高的单体裂解率。水解产物在结构中具有较高的水解产物局部浓度，这会自动催化内部降解和聚合物侵蚀（Fu等人，2000；Zolnik&Burgess，2007；Schädlich等人，2014）。因此，选择合适的LA/GA比率以实现所需的体内药物释放动力学至关重要。通过调节单体比例，可以定制药物释放曲线，以在所需的时间内实现药物的持续或受控释放。 同时，LA与GA的比例还会影响共聚物的机械性能。与LA含量较高的PLGA相比，GA含量较高的PLGA往往更脆，抗拉强度较低。因此，单体比例的选择对于机械性能很重要的应用至关重要，例如在植入式设备中。仔细选择单体比例使研究人员能够定制基于PLGA的递送系统的性能，以满足特定的治疗要求，并提高其疗效和安全性。
二、分子量（Mw） 用于药物递送的PLGA分子量范围从10000以下到200000 g/mol不等，常用特性粘度或凝胶渗透色谱法（GPC）来确定。PLGA的分子量是影响微球粒径、载药量、初始释放和释放持续时间的关键属性之一。低分子量PLGA聚合物通常降解得更快，导致药物释放加速，通常表现为初始爆发释放，然后随着时间的推移持续释放。此外，低分子量PLGA聚合物往往具有较低的机械强度和刚度，这可能会损害结构的完整性和稳定性，从而可能导致药物过早释放或药物疗效降低。 此外，PLGA聚合物的高特性粘度与高分子量有关，导致粒径较大和药物释放速率较慢。此外，特性粘度的增加降低了蛋白质分子扩散通过聚合物基质的趋势，从而提高了蛋白质/肽的包封效率。更高的特性粘度也赋予了更大的机械强度和刚度，这有助于DDS的结构完整性，从而提高了DDS的长期稳定性和更长的保质期。 一般来说，低分子量PLGA微球的药物释放通常受扩散控制，而高分子量PLGA微球的释放通常受聚合物侵蚀和药物扩散的控制（Zolnik等人，2006）。因此，为了确保高包封效率和良好的缓释性能，需要选择合适的PGLA分子量范围。
三、嵌段性（Blockiness）和末端基团 PLGA的嵌段性是指聚合物链中乳酸和乙醇酸单元的交替序列。这种块状结构赋予PLGA独特的性能，包括可调的降解速率、机械强度和生物相容性。与嵌段性较低的聚合物相比，嵌段性较高的聚合物在水性环境中表现出更明显的G-G键断裂，分子量降低更为迅速。此外，PLGA的嵌段性通过影响水解抗性来影响PLGA基DDSs的稳定性。具有明确界定的乳酸和乙醇酸单元嵌段的嵌段共聚物通常比无规共聚物表现出更大的稳定性。由于单体单元的不均匀分布，无规共聚物往往降解得更快，导致基于PLGA的DDSs的药物释放更快。此外，聚合物链中乳酸和乙醇酸单元的排列会影响药物相互作用，从而影响基于PLGA的DDSs的载药效率和容量。 商用PLGA通常具有两种主要类型的端基，即酸端基和酯端基。PLGA端基的不同会影响其降解速率。例如，羧基末端基团可以催化酯键的水解，从而产生更多的酸性基团，并建立一个加速聚合物降解的自催化循环。因此，酸端基的PGLA降解速率高于酯末端的PGLA降解速率（Lanao等人，2011）。在分子量和L:G比相似的PLGA中，与酸封端的PLGA相比，酯封端的PLGA在体内的降解通常会延迟四至六周。此外，端基还会显著影响聚合物的药物包封效率和负载能力。Wang等人研究了聚合物的水接触角，发现具有酯端基的PLGA更疏水。这使得它能够包封更多的药物，这可能是由于PLGA微球在固化过程中水解延迟的结果。酸端基由于其吸水潜力而引发水解，从而促进PLGA基质的膨胀。 近几十年来，PLGA已被合成并用各种官能团改性，以制备新型封端共聚物。这些进步扩大了基于PLGA的DDSs在各种临床治疗目的上的应用。 参考文献: 1. HuaY, Su Y, Zhang H, Liu N, Wang Z, Gao X, Gao J, Zheng A. Poly(lactic-co-glycolicacid) microsphere production based on quality by design: a review. Drug Deliv.2021 Dec;28(1):1342-1355. 2. Ghitman, J.; Biru, E.I.; Stan, R.; Iovu, H. Review of hybrid PLGAnanoparticles: Future of smart drug delivery and theranostics medicine. Mater.Des. 2020, 193, 108805 3. Yang J, Zeng H, Luo Y, Chen Y, Wang M, Wu C, Hu P. Recent Applications of PLGA in Drug Delivery Systems. Polymers (Basel).2024 Sep 14;16(18):2606. 4. Park,K.; Skidmore, S.; Hadar, J.; Garner, J.; Park, H.; Otte, A.; Soh, B.K.; Yoon,G.; Yu, D.; Yun, Y.; et al. Injectable, long-acting PLGA formulations: Analyzing PLGA and understanding microparticle formation. J. Control. Release2019, 304, 125–134. 推荐产品： l 聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA），60：40 - 中科康的 http://www.zhongkehealthy.com/h-pd-297.html?fromColId=123#_pp=123_1607 l 聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA），80：20 - 中科康的 http://www.zhongkehealthy.com/h-pd-293.html?fromColId=123#_pp=123_1607 l 聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA），90：10 - 中科康的 http://www.zhongkehealthy.com/h-pd-291.html?fromColId=123#_pp=123_1607 l 聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA），50：50 - 中科康的 http://www.zhongkehealthy.com/h-pd-299.html?fromColId=123#_pp=123_1607 l 聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA），55：45 - 中科康的 http://www.zhongkehealthy.com/h-pd-307.html?fromColId=123#_pp=123_1607 l 聚羟基乙酸-己内酯(PGCL，可定制（共聚比例和分子量）) - 中科康的 http://www.zhongkehealthy.com/h-pd-53.html?fromColId=123#_pp=123_1607 l 聚羟基乙酸-己内酯(PGCL，05：95) - 中科康的 http://www.zhongkehealthy.com/h-pd-323.html?fromColId=123#_pp=123_1607 l 聚羟基乙酸-己内酯(PGCL，10：90) - 中科康的 http://www.zhongkehealthy.com/h-pd-313.html?fromColId=123#_pp=123_1607 l 聚羟基乙酸-己内酯(PGCL，15：85) - 中科康的 http://www.zhongkehealthy.com/h-pd-325.html?fromColId=123#_pp=123_1607 等等 中科康的(Sinotech Healthy，Co. Ltd)是服务于再生医学研究与临床、专注于重组生长因子和生物医用材料研发及生产的高技术企业，为您提供优质的【PLGA】。本产品采用高纯度单体聚合获得并在符合GMP要求的生产条件下生产，纯度高(≥99%)，批检合格。核心产品包括：聚合物原料、微球、微纳米纤维、3D支架等，以及碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、表皮细胞生长因子(EGF)、干细胞因子(SCGF)、胰岛素样生长因子(IGF-1)、神经生长因子(NGF)、骨形态发生蛋白-2（BMP-2）、纤连蛋白(Fn)、层粘附蛋白(Ln)、趋化因子-1a(SDF1a)、转化生长因子（TGF-β）等数百个种类和规格的产品。 国产的价格，进口的品质，中科康的(Sinotech Healthy，Co. Ltd)助力您的科研! 欢迎您在淘宝店【中科康的生物试剂】或公司官方网站(www.zhongkehealthy.com)进行选购! |
