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六臂聚乙二醇-聚己內酯-丙烯酰氯（c-6armPEG-PCL-AC），并通過原子力顯微鏡（AFM）考察其納米顆粒的形狀記憶效果，結果表明c-6armPEG-PCL-AC納米顆粒具有良好的形狀記憶性能。

關鍵詞 形狀記憶 納米顆粒 回復率

0引言

形狀記憶聚合物在藥物控制釋放體系中的應用被廣泛關注。據報道，相對于球形顆粒，長棒狀的顆粒更難被巨噬細胞吞噬，從而達到長循環的要求。在藥物控釋體系中，與單獨的球形、棒狀的納米顆粒相比，形狀記憶納米顆粒把兩者結合起來，在血液循環中采用納米顆粒的臨時形狀即棒狀，等到達病灶位置，給一定的外界刺激，使其能夠變回球形，隨后進行藥物釋放，提高治療效果。

1 c-6armPEG-PCL-AC納米顆粒的制備

（1）按質量比1：2分別稱取6arm PEG和%^-CL于單頸瓶中，并稱量兩者總質量1%的SnCl2于瓶中，45℃水浴加熱下抽真空5h；140℃下反應6h，用無水乙醇作為沉淀劑將合成的聚合物進行純化，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，6h后用乙醇析出產物得到6armPEG-PCL-AC；

（3）稱取適量的6arm PEG-PCL-AC和10%的光引發劑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，待四氫呋喃揮發完后，對納米顆粒水溶液進行紫外光照40min，得到交聯的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6arm PEG-PCL-AC的成功合成，采用核磁共振譜儀對最終合成產物進行檢測。從圖1中可以看到，化學位移為%]=3.62ppm（a）處的質子峰屬于6armPEG中-CH2-O-（a）的氫質子峰?；瘜W位移%]=2.28ppm（b），1.64ppm（c），1.35ppm（d）以及4.05ppm（e）處的質子峰分別歸屬于PCL中-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-（b，c，d，e）的氫質子峰，化學位移%]=5.83ppm（f），6.16ppm（g），6.45ppm（h）處的質子峰（圖中放大部分）屬于丙烯基中–CH=CH–（f，g，h）的氫質子峰，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與光引發劑TPO避光加入到二氯甲烷中溶解，溶劑揮發后在60℃條件下熔融，用紫外燈對熔融物進行40min光照交聯，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，通過外力將原始形狀材料進行變形，并通過冷卻固定得到變形后的臨時形狀，給予溫度刺激，材料發生回復，通過計算得到材料的固定率為98.8%，45℃條件下的回復率為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，經過加熱、拉伸變形、冷卻固定、溶解、離心得到臨時形狀的橢球形顆粒，當再次給予45℃的溫度刺激時，橢球形顆?；貜偷角蛐晤w粒，圖2-B為球形納米顆粒的形狀記憶過程，通過統計納米顆粒變形前后、回復后的長徑比表達其形狀記憶性能，從圖2-C中看到變形前納米顆粒的長徑比為1.03，變形后長徑比2.66，45℃回復后長徑比為1.13，說明c-6arm PEG-PCL-AC納米顆粒具有較好的形狀記憶性能。

4結論

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用打開新的篇章。

參考文獻

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