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嵌段共聚物是近年來(lái)出現(xiàn)的一類重要的多相體系，作為一種性質(zhì)良好的高分子材料已引起物理學(xué)家、化學(xué)家和生物學(xué)家的極大關(guān)注，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、建筑和化工等行業(yè)。嵌段共聚物（Block Copolymers）是由化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)不同的兩種或兩種以上的大分子通過(guò)頭尾連接所形成的共聚物，構(gòu)成嵌段共聚物的每一段聚合物，都可以稱之為一個(gè)“嵌段”(block)?；诓煌酆衔锴抖蔚挠H水性、溶解性和物理化學(xué)性質(zhì)的內(nèi)在差異，嵌段共聚物能夠形成多種微結(jié)構(gòu)。

嵌段共聚物的合成、組成、特性

嵌段共聚物的快速發(fā)展與新型聚合技術(shù)的開發(fā)密切相關(guān)。嵌段共聚物通?？梢酝ㄟ^(guò)以下方式獲得：(a)順序可控或活性聚合，(b)簡(jiǎn)單偶聯(lián)反應(yīng)，(c)使用由2個(gè)不同起始片段組成的雙引發(fā)劑，(d)包含功能切換的大分子引發(fā)劑等。值得注意的是，有時(shí)僅通過(guò)單一聚合技術(shù)無(wú)法合成某些特定結(jié)構(gòu)的共聚物，此時(shí)，應(yīng)該將多種聚合方法相結(jié)合，進(jìn)行全面篩選，可以顯著提高成功率。

用A、B、C來(lái)表示嵌段共聚物中鏈段，一般嵌段共聚物可表示為A-B型兩嵌段共聚物、A-B-C型或A-B-A型三嵌段共聚物、-（-A-B-）n-型多嵌段共聚物、環(huán)型嵌段共聚物和星狀接枝共聚物等。

嵌段共聚物的組成類型

PEG是一種無(wú)毒、親水、非免疫原性的聚合物，具有良好的生物相容性，為FDA批準(zhǔn)使用的非離子型聚醚，其羥基端基為弱氫鍵酸，主鏈中含弱堿性醚鍵?？梢酝ㄟ^(guò)多種方法將PEG分子添加到藥物遞送載體中，包括共價(jià)鍵合，制備過(guò)程中的共混或表面吸附，同時(shí)可以在任一端基上對(duì)PEG進(jìn)行修飾以使其與其他分子或聚合物連接。PEG最初被引入只要領(lǐng)域，主要是其能有效地減少或避免與免疫球蛋白作用，阻礙載體與吞噬細(xì)胞黏合，從而延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)循環(huán)時(shí)間，減少藥物在到達(dá)靶點(diǎn)前的損失，減輕全身毒副作用，此外，由于其親水性、線性、柔性、不帶電荷，以及易獲得狹窄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布，因此常被用于開發(fā)嵌段共聚物。

目前，隨著高分子材料的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越青睞于一些可降解的高分子載體材料，因?yàn)樗粫?huì)在體內(nèi)積聚，也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，且很容易在人體內(nèi)代謝和排泄，因此在生物醫(yī)學(xué)或藥物釋放領(lǐng)域顯示出誘人的應(yīng)用前景。生物可降解材料不再局限于藥物、多肽和蛋白質(zhì)的定點(diǎn)靶向，在醫(yī)療器械和傷口敷料中也越來(lái)越重要。為了滿足這些要求，生物可降解嵌段共聚物被認(rèn)為是一種很有前途的生物材料，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^(guò)改變嵌段的組成比例或添加新的期望性能的嵌段來(lái)改變它們的兩親性、物理和力學(xué)性能。

與小分子表面活性劑相似，在水中，嵌段共聚物分子在低濃度時(shí)以單體形式存在；當(dāng)濃度增加至臨界膠束（CMC）濃度后，由于疏水作用、靜電作用、氫鍵等分子間作用力，疏水區(qū)相互吸引，締合在一起，形成膠束。聚合物膠束是被廣泛研究的遞送方式之一，其外殼最大限度地減少了調(diào)理作用，而內(nèi)核則解決藥物溶解問(wèn)題，這是藥物遞送的先決條件。疏水性藥物的水溶性差，限制了高通量篩選的成功率。這給科研人員的制劑工作帶來(lái)了挑戰(zhàn)，尤其是考慮到已批準(zhǔn)的高分子量、高熔點(diǎn)、高親脂性的藥物分子越來(lái)越多，傳統(tǒng)的脂類制劑增溶方法存在著藥物在體內(nèi)吸收前快速沉淀的問(wèn)題。相反，膠束表現(xiàn)出優(yōu)越的熱力學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性。

嵌段共聚物在藥物遞送系統(tǒng)中的應(yīng)用

在藥物遞送系統(tǒng)中，載體的選擇至關(guān)重要，而嵌段共聚物膠束作為一種優(yōu)質(zhì)的高分子材料，憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。通過(guò)對(duì)前人大量研究工作的深入學(xué)習(xí)與總結(jié)，選擇嵌段共聚物膠束作為藥物輸送載體，具有以下優(yōu)勢(shì)：(1)有多種不同類型的合成或天然聚合物可用于形成嵌段共聚物，制備方法簡(jiǎn)單，且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；(2)嵌段共聚物膠束具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其結(jié)構(gòu)已知且較窄的尺寸分布也給遞送體系的設(shè)計(jì)帶來(lái)方便；(3)共聚物在溶液中不相容嵌段相分離形成膠束的內(nèi)核和外殼。藥物包埋在內(nèi)核，溶劑化了的外殼阻止疏水內(nèi)核的相互作用。大大增加了載藥量，使體系有效的給藥；(4)嵌段共聚物膠束尺寸一般為10～100nm，這個(gè)尺寸可以保障在血流中長(zhǎng)程循環(huán)的實(shí)現(xiàn)；(5)嵌段共聚物可以把藥物通過(guò)化學(xué)鍵鍵合到共聚物疏水部分，也可以利用各種相互作用使藥物包埋在膠束內(nèi)；(6)無(wú)需化學(xué)修飾實(shí)現(xiàn)高載藥率。

兩親性嵌段共聚物的各種自組裝

近年來(lái)，對(duì)聚乳酸（PLA）、聚乙丙酯（PCL）及其與聚乙二醇（PEG）的嵌段共聚物研究很多，這些聚合物都表現(xiàn)出一定的溶蝕降解特性，結(jié)晶度低的降解較快，最終降解成水和CO2，而且中間體乳酸也是體內(nèi)的正常代謝物。PLA-PEG、PCL-PEG嵌段共聚物中，PLA、PCL是疏水段，而PEG是親水段，調(diào)節(jié)兩者的比例及共聚物的相對(duì)分子質(zhì)量可控制其降解性能，從而控制微球中藥物的釋放速率。

在癌癥治療方面，傳統(tǒng)化療法缺乏對(duì)腫瘤細(xì)胞的特異性和靶向性，因此常常出現(xiàn)損害健康細(xì)胞或產(chǎn)生耐藥性的情況。此外，抗癌藥物的低水溶性也是藥物設(shè)計(jì)中的一個(gè)制約因素。嵌段共聚物具有良好的自組裝特性和較高的載藥效率，可以避免這一問(wèn)題?？烧{(diào)的物理化學(xué)性質(zhì)和進(jìn)一步的官能團(tuán)化為制劑開發(fā)提供了非常有前途的輔料。嵌段共聚膠束通過(guò)增強(qiáng)滲透性和保留性在目標(biāo)部位進(jìn)行被動(dòng)分布和保留，促進(jìn)大分子或微粒的運(yùn)輸和定位，以減少對(duì)健康細(xì)胞的暴露和損害。因此，嵌段共聚物因其熱力學(xué)穩(wěn)定、生物相容性好、毒性小，在藥物輸送和靶向治療方面?zhèn)涫芮嗖A。然而，由于血管系統(tǒng)的不均勻性，導(dǎo)致藥物分布不均勻，但是嵌段共聚物的分子鏈有著豐富的可設(shè)計(jì)性,如各嵌段的化學(xué)組成、兩親比例及共聚物相對(duì)分子質(zhì)量等, 通過(guò)對(duì)聚合物骨架進(jìn)行化學(xué)修飾，進(jìn)而提高載體與靶細(xì)胞的選擇性和親和力。

嵌段共聚膠束將親脂性藥物包裹在其疏水微環(huán)境核心中，提高了其溶解性和生物利用度。這種自組裝是由親水性和疏水性嵌段之間的水溶性差異驅(qū)動(dòng)的，隨著溫度的升高，締合數(shù)逐漸增加，從而推斷出膠束的各向異性生長(zhǎng)或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。研究還表明，混合膠束的方法通常將兩種具有不同親水-親油平衡值的嵌段共聚物結(jié)合在一起，以增強(qiáng)藥物的包封性和穩(wěn)定性。

總之, 基于嵌段共聚物的藥物遞送系統(tǒng)在提高治療效率和最大限度減少毒副作用方面具有巨大的潛力。此外，它們的自組裝行為在醫(yī)學(xué)、生命、生物技術(shù)和環(huán)境領(lǐng)域都非常重要，有望發(fā)揮意想不到的應(yīng)用價(jià)值。

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