[高分子材料] 复旦大学俞麟教授：负载替考拉宁的可注射性PLGA-PEG-PLGA热致水凝胶敷料用于皮肤伤口的加速愈
举例说明高分子材料在控释缓释制剂和靶向制剂中的应用
举例说明高分子材料在控释缓释制剂和靶向制剂中的应用高分子材料是一类具有高分子量、由重复单元组成的大分子化合物，具有较高的力学强度、化学稳定性和生物相容性。
高分子材料在控释缓释制剂和靶向制剂中有广泛的应用。
本文将从两个方面来举例说明高分子材料在这两种制剂中的应用。
控释缓释制剂是指能够延长药物在体内的滞留时间，并以持续的速率释放药物的制剂。
高分子材料在控释缓释制剂中起到了重要的作用。
一个典型的例子是聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）微球制剂。
PLGA是一种可生物降解的高分子材料，在体内可以被分解为无害的二氧化碳和水，因此具有较高的生物相容性。
由于PLGA具有良好的可调控性和生物降解性，它被广泛用于制备控释缓释微球制剂。
将药物包裹在PLGA微球中，可以延缓药物的释放速率，达到控制药物释放的目的。
例如，伊维菌素是一种用于治疗结核病的抗生素，它在体内的半衰期较短，需要频繁的给药。
而将伊维菌素包裹在PLGA微球中，可以延长其释放时间，减少给药次数，提高疗效。
靶向制剂是指能够选择性地作用于特定的组织或细胞的制剂。
高分子材料在靶向制剂中的应用也有很多例子。
一个典型的例子是利用聚乙二醇（PEG）改善药物的靶向性。
PEG是一种具有良好生物相容性的高分子材料，可以改善药物的体外稳定性、溶解度和血管通透性。
将药物与PEG共价结合，可以增加药物在体内的半衰期，并且减少对正常细胞的毒性。
例如，靶向治疗肿瘤的制剂利用PEG修饰来提高溶解性，在体内药物释放后能够更容易进入肿瘤组织，减少对正常组织的损伤。
除了上述例子外，高分子材料在控释缓释制剂和靶向制剂中还有其他的应用。
例如，透明聚合物材料可以用于制备眼药物的角膜接触镜，实现长时间的缓慢释放。
还有一些专门用于药物递送的纳米粒子，例如聚丙烯酸纳米粒子可以用于改善口服药物的溶解性和生物利用度。
总之，高分子材料在控释缓释制剂和靶向制剂中有广泛的应用。
通过调控高分子材料的物理化学性质，可以实现药物的长时间释放和靶向性输送，提高药物的疗效并减少副作用。
新型热致水凝胶有望减少手术并发症,实现药物缓释
新型热致水凝胶有望减少手术并发症，实现药物缓释复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室、高分子科学系丁建东教授和俞麟副教授团队研制了可注射性医用热致水凝胶。
这种水凝胶兼具生物相容性、可生物降解性和可注射性，在内镜下黏膜剥离术（ESD）中的黏膜下流体垫、术后防粘连材料、药物缓释载体与组织工程材料等领域具有广阔应用前景。
该项目已授权中国发明专利5项，发表研究论文50余篇，相关基础研究在2014年获得教育部自然科学一等奖。
项目将在第17届中国国际工业博览会上亮相。
该类热致水凝胶是一类具备热可逆的溶胶-凝胶相转变特性的合成高分子水凝胶，但是，与升温后融化的鱼冻不同，该合成材料具备低温溶胶、高温凝胶的特性，特别适合医学应用。
它可以单独使用，也可以进一步包裹药物、细胞等物质。
丁建东课题组具体研发了一种由油溶性的生物可降解聚酯与水溶性的聚醚所组成的两亲性嵌段共聚物，其水体系在低温（常温）以溶液状态存在，随着升温能够自发的物理凝胶化，该凝胶化过程不涉及任何化学反应。
该材料低温时的溶液状态，使得其通过混合方式即可负载药物或细胞等物质，并且能够通过注射器注射到体内任何特定的部位，在体温下可自发物理凝胶化，将药物、细胞等物质原位包裹，有望作为消化道黏膜下注射材料、术后防粘连材料、储库型药物缓释载体、可注射性组织工程材料等。
简化手术流程，减少并发症发生早期的消化道肿瘤主要表现为消化道黏膜的癌变。
随着ESD介入技术的发展，目前已经可以在消化道内镜下通过电刀对癌变的黏膜进行剥离，实现微创的治疗。
但该手术通常需要在消化道黏膜下层注射流体，使得癌变黏膜隆起，方便手术操作并减少出血、穿孔等并发症的发生。
然而，目前临床上常用的黏膜下注射流体存在着持续时间短、黏膜隆起效果不佳等缺点，该团队同复旦大学附属中山医院内镜中心（全亚洲最大的内镜中心）合作，通过活体动物猪实验证实热致水凝胶可以作为新一代的消化道黏膜下的注射材料，并且随着水凝胶材料注射实现了癌变的黏膜层和正常肌层的自动剥离，并且病变隆起高度、保持时间和稳定性都大大优化，从而简化了手术操作过程，减少了手术所需时间，也减轻了医师的手术压力，提高了手术成功率。
替考拉宁
替考拉宁Teicoplanin【其它名称】壁霉素、他格适、肽可霉素、Tagocid、Targocid【临床应用】本药适用于治疗各种严重的革兰阳性菌感染，尤其是不能用青霉素类及头孢菌素类抗生素治疗或用上述抗生素治疗失败的严重葡萄球菌感染，或对其它抗生素耐药的葡萄球菌感染。
【药理】1．药效学作用机制替考拉宁为新型糖肽类抗生素。
为一种非肠道用药，具有较强的杀菌活性，可供静脉给药或肌内注射。
本药作用机制是：与敏感细菌细胞壁前体肽聚末端的丙氨酰丙氨酸有高亲和力，通过与之结合，阻断构成细菌细胞壁的高分子肽聚糖合成，导致细胞壁缺损而杀灭细菌。
此外，本药也可能改变细菌细胞膜渗透性，并选择性地抑制RNA的合成。
本药作用特点是：对大多数金黄色葡萄球菌的作用强于万古霉素，对表皮葡萄球菌的作用与万古霉素相似，但对肠球菌杀菌作用弱于去甲万古霉素。
由于本药独特的作用机制，很少出现耐替考拉宁的菌株，所以本药对青霉素类及头孢菌素类、大环内酯类、四环素类、氯霉素类、氨基糖苷类、利福平耐药的革兰阳性菌仍有抗菌活性。
抗菌谱替考拉宁抗菌谱与万古霉素相似，对厌氧及需氧革兰阳性菌均有抗菌活性。
本药对金黄色葡萄球菌和凝固酶阴性葡萄球菌(包括对甲氧西林敏感及耐药菌)、链球菌、肠球菌、单核细胞增多性李司特菌、JK组棒状杆菌和革兰阳性厌氧菌(包括难辨梭状芽孢杆菌和消化球菌)有较强抗菌活性；对多数革兰阴性菌、分枝杆菌属、拟杆菌属、立克次体属、衣原体属或真菌无效。
2．药动学替考拉宁口服不吸收；肌内注射吸收迅速，生物利用度约为94％。
健康成人单剂静脉注射本药3mg／kg、6mg／kg，5分钟后，血药浓度分别为53.4mg／L、111．8mg／L；24小时后血药浓度分别为2.1mg／L、4.2mg／L。
静脉注射后其血药浓度显示出两相分布，一相快速的分布紧接着是一相较慢的分布，其分布半衰期分别为0.3小时和3小时。
静脉和肌内注射给药后，药物可广泛渗透入各组织中。
PLGA纳米药物在肿瘤治疗中的应用
肿瘤细胞内谷胱甘肽 ( ＧＳＨ) 含量显著高于胞
白受体等ꎮ 根据这些蛋白的表达ꎬ叶酸( ｆｏｌｉｃ ａｃｉｄꎬ
外环境ꎬ其浓度是胞外的 １００ ~ １ ０００ 倍 [２５] ꎮ 在纳米
常被修饰在纳米粒表面ꎬ以实现主动靶向递送化疗
实现 抗 肿 瘤 药 物 在 肿 瘤 细 胞 内 的 释 放ꎮ Ｂｉｒｈａｎ
径利用葡萄糖ꎮ 这最终导致乳酸积累ꎬ从而使肿瘤
组织 ｐＨ ( ５. ７ ~ ６. ８ ) 较 正 常 组 织 ( ｐＨ ７. ４ ) 偏
低 [２１ － ２２] ꎮ 肿瘤细胞内还 有另一酸性区室ꎬ即溶酶
体ꎮ 溶酶体酸性进一步降低可达到 ｐＨ ４. ５ ~ ５. ５ [２３] ꎮ
很多抗肿瘤纳米药物都被肿瘤细胞以内吞的方式摄
饰的 ＰＬＧＡ 纳米粒能够增强耐药细胞对化疗药物的
曹晓静等
[２９]
报道了槲皮素与阿霉素联载的方
式克服乳腺癌多药耐药性ꎮ Ａｈｍａｄｉ 等
[３０]
赖于载体输送到靶细胞ꎮ 与病毒载体相比ꎬ非病毒
和控制释放ꎬ是目前核酸药物递送研究的热门领域ꎮ
报道了阿
非病毒载体借助纳米技术ꎬ依靠材料本身的正电荷
霉素和维拉帕米共载的 ＰＬＧＡ 纳米粒克服 Ｐ － ｇｐ 介
的方式实现ꎮ
１ １ 被动靶向输送小分子化疗药物 利用实体肿
瘤血管的高通透性和滞留效应( ＥＰＲ) [１０] 可实现被
动靶向ꎬ使纳米药物在肿瘤部位富集ꎬ以改善组织分
布来降低毒性、提高疗效ꎮ 岳武恒等
[１１]
制备了胡桃
醌 ＰＬＧＡ 纳米粒ꎬ并以荷载黑色素瘤的裸鼠验证其
ＰＬＧＡ － ＭＮＰ) ꎬ并在 ＭＣＦ － ７ 细胞中验证了磁靶向
介绍 ＰＬＧＡ 递送小分子化疗药物、核酸、疫苗和多药
温度敏感性PLGA-PEG-PLGA水凝胶包载化疗药物用于骨肉瘤原位治疗的研究
温度敏感性PLGA-PEG-PLGA水凝胶包载化疗药物用于骨肉瘤原位治疗的研究背景和目的:骨肉瘤(osteosacoma,OS)是儿童和青少年多发的、具有很高恶性程度的骨肿瘤。
骨肉瘤常累及人体长骨的近端和远端等部位,表现出组织水平和分子水平的异型性。
目前,对骨肉瘤标准的临床治疗方法是手术切除加全身性的联合多种药物化疗。
经过治疗,未发生转移的患者长期生存率在65~70%。
多种生物材料被用于化疗药物载体,进行肿瘤治疗相关研究。
温度敏感性水凝胶因其制备简便、成胶性能优良,是一种良好的药物载体。
我们利用温度敏感性PGA-PEG-PLGA水凝胶作为药物载体,包载化疗药物对骨肉瘤进行原位治疗。
探究这种凝胶载药局部治疗方案对骨肉瘤的治疗效果和用药安全性。
方法:1、温度敏感性PLGA-PEG-PLGA水凝胶的制备和表征。
通过开环聚合的方式合成PLGA-PEG-PLGA三嵌段水凝胶材料,通过核磁共振分析合成材料的分子结构。
为了分析制备的PLGA-PEG-PLGA材料的成胶性能,我们进行了成胶温度和流变力学的测定,并进行了材料的体外降解和细胞毒性实验。
进一步我们通过对制备的温敏凝胶体内成胶和皮下降解实验分析其生物相容性。
2、载药水凝胶的体外释放行为和阿霉素载药凝胶药物的组织分布。
通过离体成像技术进行体内研究水凝胶对药物的缓释行为。
阿霉素载药凝胶对人源Saos-2、鼠源K-7骨肉瘤细胞的抑制效果通过MTT 方法进行评价。
最后我们构建了小鼠K-7细胞移植肿瘤模型,载药凝胶进行肿瘤原位注射治疗,对其体内的抑瘤效果和在体内应用的安全性进行评价。
3、利用β-环糊精包裹姜黄素形成β-CD-CUR包合物,提高姜黄素的水溶性和稳定性。
通过物理混合,PLGA-PEG-PLGA水凝胶共同包载阿霉素和β-CD-CUR,形成稳定的载药凝胶。
进一步,我们通过体外药物释放、细胞毒性实验(MTT)和活死细胞染色实验,分析共载载药凝胶的药物释放行为和对K-7细胞杀伤效果。
可注射的可降解的嵌段聚合物水凝胶_省略__表征及其作为药物缓释载体的研究_俞麟
P EG - P LG A
,
三 嵌段 共 聚
、
物水溶 液的相 图 在 测 试的温 度范 围内 嵌段共聚物和 水 的共混 物存在三 种物理 状态
态 及再 次的溶 液态 ( 而 这个溶液态最终趋于沉 淀 )
即 溶 液态
:
凝胶
图
1 PL G A P EG P L G A
一
一
三 嵌段共聚物水溶 液的相图
化是药剂 学研 究的另 一 大 热点 类 水凝胶 己 经被 报道 且 用 于 缓释 药物 但是 端基 化 修饰对 于凝 胶 可 注 射性 能 的影 响
P EG
修饰或
以及利 用该类 水凝胶实施 P E G 化药物 的包裹 和缓 释未 见报 道 本文合成 了热 敏凝胶化 的 P LG A
三 嵌段 共聚物
, 。 一
。
,
,
最 大 吸 收峰 3 6
6
、
8
nm
处来 定量样 品浓 度
一
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小 鼠体 内 M
P EG C P T
的缓释 和 抗
S 18 0
一
肉瘤
。
k m
ll
小 鼠接种 5 1 8 0 瘤 2 4 小 时后 随机 分组
,
注 射 .0
6
l m
年上海 市医用生物材料研过 全
,
的载药的 次 七 天以后 处死 动物 称 体重
。
的通用 的储库 性局 部给药 的缓释 载体 ; ; 关键 词 共聚 物水凝胶 溶胶 一 凝胶转 变
:
P EG
化喜树碱
;
可 注 射 性材 料
;
缓释 载体
。
,
改变载 药量对 其释放动力学的影 响相对很小
紫杉醇脂质体PLGA-PEG-PLGA水凝胶的制备与酶解释药
紫杉醇脂质体PLGA-PEG-PLGA水凝胶的制备与酶解释药王浩;盛玉山;刘影;李艳芹【期刊名称】《辽宁医学院学报》【年(卷),期】2013(034)002【摘要】目的制备紫杉醇脂质体的PLGA-PEG-PLGA水凝胶,考察其在蛋白酶K 作用下的释放行为.方法干膜-水化法制备载紫杉醇的脂质体,合成质量嵌段比为1∶2∶1的PLGA-PEG-PLGA聚合物,将载药脂质体混合进聚合物水凝胶中,分别采用扫描电子显微镜和激光粒度测定仪观察其微观形态和测定其粒径,采用高效液相色谱法测定紫杉醇在含有蛋白酶K情况下的的释放行为.结果载药脂质体在水凝胶中分布较均匀,脂质体凝胶中紫杉醇的释放行为呈现0级动力学,释放介质中蛋白酶K的存在可以加速紫杉醇的释放.水凝胶中包载的脂质体量对紫杉醇释放行为和速率影响不大.脂质体中紫杉醇的包裹量对其释放行为及速率无明显影响,脂质体的粒径较大时,释放速率及1周后的释放量稍小于较小粒径脂质体.药物在1周内释放基本完全.结论紫杉醇的原位,0级,缓释给药可通过将其包裹在脂质体,再进一步包裹在生物可降解聚酯水凝胶中实现.释放介质中蛋白酶K的存在可加速但不改变其释放行为.【总页数】6页(P68-71,后插6-后插7)【作者】王浩;盛玉山;刘影;李艳芹【作者单位】辽宁医学院医学实验中心,辽宁锦州121000【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.PLGA-PEG-PLGA温敏水凝胶的制备及表征 [J], 魏亚超;刘皈阳;陈召红2.PLGA-PEG-PLGA温敏水凝胶的制备及其流变学研究 [J], 魏亚超;刘皈阳;张洪峰;陈召红3.PLGA及PLGA-PEG-PLGA水凝胶的制备 [J], 刘迪;黄晓英;何旭敏;林旭;夏海平4.PLGA-PEG-PLGA温敏水凝胶的体外释药行为 [J], 魏亚超;刘皈阳;张洪峰;陈召红5.载银离子PLGA-PEG-PLGA温度敏感水凝胶的制备及体外抗菌性能 [J], 袁宝明; 董晓明; 杨帆; 彭传刚; 王金成; 吴丹凯因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种新型的可注射的聚合物水凝胶的合成、制备和作为药物缓释载体的研究
2. MPEG-CPT 理化性质 喜树碱 PEG 化之后得到的 MPEG-CPT 在水中的溶解度大于 150
mg/ml，远远大于喜树碱本身在水中的 5 µg/ml 的溶解度。由于 MPEG-CPT 是一个两亲性的嵌段共聚物，因此其也可以在水中形成 胶束，图 1 为其胶束的透射电镜照片。 3. PLGA-PEG-PLGA 三嵌段共聚物水溶液的相转变
用小管倒置法得到共聚物的水溶液中从 Sol 到 Gel 的相转变温 度。在内径为 10 mm 的 4 ml 试管中加入不同浓度的 PLGA-PEG-PLGA 三嵌段共聚物水溶液 0.5 g，4℃冰箱中恒温 24 h。然后置于 4℃的恒 温槽中，每两次升温间隔 1℃，每个温度小管恒温 15 min，而后 180 °倒置 30 s，观察是否出现流动现象；如果 30 s 内流动即认为处于 sol 状态，否则，处于 gel 状态。由此可以判断 Sol-Gel 相转变的发生。 通过这种方法得到的相转变温度精度可以控制在±1℃。
专业：药剂学
一种新型的可注射的聚合物水凝胶的合成、制备和作为药物 缓释载体的研究
俞麟 1、杨子刚 1、常广涛 1、张欢 1、王帧 1、张颖 1、王标兵 1、朱文 1、丁建东 1,2,*
1ห้องสมุดไป่ตู้聚合物分子工程教育部重点实验室，复旦大学高分子科学系，上海 200433
2 复旦大学药学院，上海 200433
摘要：本文旨在探讨可注射的可降解的温敏可逆的 PLGA-PEG-PLGA 三嵌段共聚物水凝胶作为 PEG 化药物的载体在长效缓释领域的应用。 温敏可逆的 PLGA-PEG-PLGA 三嵌段共聚物水凝胶具有良好的生物 相容性、可降解性和可注射性，是一种具有广泛应用前景的可注射的 水凝胶材料。虽然该类水凝胶已经被报道且用于缓释药物，但是，端 基化修饰对于凝胶可注射性能的影响尚未见国际同行报道，PEG 化药 物的包裹和缓释也未见报道。本文合成了新型 PLGA-PEG-PLGA 三 嵌段共聚物水凝胶，并研究了其体内外降解和材料的生物相容性，选 择喜树碱作为模型药物合成了 PEG 化的喜树碱（MPEG-CPT），并考 察了 PEG 化喜树碱在该水凝胶载体中的体内外缓释行为。结果表明， 功能端基以及分子链长度对于该聚合物材料的溶胶－凝胶转变有显 著影响，从而直接关系到能否作为一种物理凝胶包裹药物和是否具有
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复旦大学俞麟教授：负载替考拉宁的可注射性PLGA-PEG-PLGA热致水凝胶敷料用于皮肤伤口的加速愈合
高分子科学
2019-01-17
皮肤伤口在愈合过程中很容易受到外界细菌的感染，一旦发生感染将严重影响伤口愈合的进程。
因此，作为一个理想的外用伤口敷料，除了能够加快伤口愈合之外，还应该具备抗菌和抗感染的性能。
在众多的外用伤口敷料中，水凝胶敷料不仅能够维持创面的湿度、提供气体的置换，而且可以有效地吸收创面的分泌物，故受到了越来越多研究者的关注。
然而，水凝胶本身一般不具有抗菌性能，需要外加抗生素或者抗菌剂来抑制细菌的感染。
目前，革兰阳性菌，特别是金黄色葡萄球菌(S. aureus)，是造成伤口感染的最主要原因。
替考拉宁(TPN)是一种万古霉素族糖肽类抗生素，对革兰阳性菌(包括耐药性的金黄色葡萄球菌)具有优异的抗菌性能。
相比于万古霉素，TPN的抗菌活性更强而且毒副作用更小。
不同于不被鼓励用于防治细菌感染的万古霉素，TPN 在临床上常被用于皮肤和软组织感染、骨髓炎等的预防和治疗。
可注射的热致水凝胶在低温(常温)下以溶液状态存在，可以被注射，并且具有易与药物、细胞混合的特性；该类水凝胶注射到人体后，在体温下可自发物理凝胶化，将药物、细胞等物质原位包裹，其已被广泛应用于药物缓释和组织工程等领域。
其中，热致凝胶化的PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物是研究最为广泛的热致
水凝胶，但其也面临实际能够成胶的聚合物分子量窗口较窄的不足。
在前期的工作中，复旦大学高分子科学系俞麟教授和丁建东教授发展了物理混合法拓展了PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物成胶的分子量窗口。
如图1所示，两种具有不同PEG/PLGA摩尔比的PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物被合成，Copolymer A不溶于水，而Copolymer B易溶于水，两种聚合物均不能单独形成热致水凝胶；有趣的是，将这两种共聚物通过一定比例混合后即可得到可注射的热致水凝胶。
图1. 物理混合法制备热致水凝胶的示意图:将不溶于水的Copolymer A和易溶于水的Copolymer B混合后，由于合适的亲疏水平衡，聚合物混合物在水中能够自组装形成胶束，随着升温胶束能够聚集形成具有“逾渗胶束网络”的物理水凝胶
作者通过上述混合物热致水凝胶包载TPN尝试用于促进大鼠全切层伤口的愈合。
体外释放实验表明TPN能够从水凝胶敷料中缓慢释放出来，释放周期超过3周；体外抑菌实验显示释放的TPN能够持续抑制S. aureus的生长。
在大鼠全切层伤口模型中，载有TPN药物的聚合物混合物溶液可以在室温下方便地注射到伤口床中，由于大鼠的体温作用其能够在伤口床原位形成凝胶，方便地实现创面的覆盖(图2)。
宏观的观测和病理学检测显示载药凝胶辅料的使用减少了创面的炎症反应，促进了胶原的沉积，加速了血管化，从而加快了伤口的愈合。
由于PLGA-PEG-PLGA热致水凝胶的降解产物包括乳酸和乳酸盐，而这两者能够刺激血管化，促进成纤维细胞的增殖和迁移，同时降解产生的酸性环境也利于抑制细菌的生长，故作者认为PLGA-PEG-PLGA热致水凝胶辅料本身的特性结合TPN的抗菌活性共同加速了伤口的愈合。
图2. 载药热致水凝胶敷料用于伤口愈合的示意图
徐维棵硕士研究生是该论文的第一作者，俞麟教授为该论文的通讯作者，复旦大学丁建东教授和重庆大学蔡开勇教授、刘鹏副教授为该论文的共同作者。
该项工作得到了国家自然科学基金(51773043, 81772363,和21474019)、科技部重点研发计划(2016YFC1100300)以及中国博后科学基金(2018M632020)的资助。
该工作即将发表于Chinese Journal of Polymer Science。
Reference：
Accelerated Cutaneous Wound Healing Using an Injectable Teicoplaninloaded PLGA-PEG-PLGA Thermogel Dressing
Wei-Ke Xu, Jin-Yu Tang, Zhang Yuan, Cai-Yun Cai, Xiao-Bin Chen, Shu-Quan Cui, Peng Liu, Lin Yu, Kai-Yong Cai, and Jian-Dong Ding
DOI: s10118-019-2212-5
来源：高分子科学
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