疏水性药物载体的不二之选:光固化高韧性F127DA水凝胶

3D打印科研前沿
2022
05/26
09:43
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来源:EngineeringForLife

聚醚F127(也被称为泊洛沙姆)是一种人工合成的A-B-A型三嵌段共聚物,其分子结构为聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇。F127分子中部的聚丙二醇链段相对疏水,而两端的聚乙二醇链段相对亲水,这种亲疏水特性使其在水中可自组装为纳米胶束,常用于疏水药物的增溶和负载。此外,F127具有升温热致凝胶特性,即在低温时F127溶液为流体,而升高温度,溶液则固化为可逆的物理凝胶。以上特殊的理化性质使F127可被用作药物载体、伤口敷料、表面活性剂、3D打印墨水制备等。

聚醚F127二丙烯酸酯(Polyether F127 Diacrylate,F127DA)是通过在F127分子链上引入丙烯基团而赋予其光固化能力。F127DA光固化水凝胶在水中自组装成纳米胶束,其内核为疏水链段,外壳为亲水链段,可均匀分散在水中作为交联剂和活性药物载体,增强疏水物质的分散性。此外,该水凝胶还具有优异的力学性能,表现出高强度和高韧性的特点。

EFL团队推出的F127DA产品(EFL-F127DA系列)通过严格的原料筛选及品质检测,具有稳定的理化性质,其在可见光照射下10秒内固化成胶,材料可扩展性强,能够提供多种黏弹特性以适应不同应用领域。

1. 核磁氢谱

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图1 F127DA制备过程及核磁氢谱

2. 流变测试

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图2 F127DA不同浓度流变学测试:光固化过程(A);光固化后储能模量G’(B)

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图3 F127和F127DA不同浓度流变学测试:剪切稀化(A,B);升温热致凝胶化过程(C,D)(表格中,NG=No gelation)

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图4 F127和F127DA不同浓度、温度流变学测试:F127(A,B)和F127DA(C,D)黏度

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图5 F127和F127DA不同浓度流变学测试:自愈合性能

3. 压缩/拉伸测试

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图6 F127DA光固化水凝胶不同浓度拉伸(A,B)和压缩(C,D)测试(拉伸样品:直径4.5mm,长度6cm;压缩样品:直径8.8mm,高度5mm;固化条件:EFL-LS-1601-405型光源照射30s)
4. 载药性能展示

F127DA小分子可均匀分散在水中作为交联剂和活性药物载体,增强疏水物质的分散性。EFLers以石墨烯(EFL-Conduc-Graphene)作为疏水药物的模型,探究了F127DA增强石墨烯的分散性。试验表明,与纯水做分散相试验组相比,石墨烯在F127DA溶液中的沉淀速率更慢,分散性更好。
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图7 F127DA小分子胶束化及负载疏水性药物的示意图

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图8 石墨烯在F127DA水溶液中的分散性能展示(F127DA: 1% w/v; Graphene: 0.1% w/v)

5. 高韧性能展示

EFL-F127DA系列水凝胶固化迅速且具有可调的机械性能。使用浓度为10%的F127DA,经405nm光源照射30s后得到的水凝胶表现较强的高韧特性。
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图9 EFL-F127DA-001光固化水凝胶性能展示(浓度10% w/v)



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