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    一种新型的高分子的由澳门太阳城最新网站化学家设计采用了特殊的单体(黄色),有助于聚合物分解更容易地在一定条件下。

    图片:刘德敏

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新合成方法产生的可降解聚合物

一种新型的高分子的由澳门太阳城最新网站化学家设计采用了特殊的单体(黄色),有助于聚合物分解更容易地在一定条件下。

材料可以是用于在体内递送药物或成像剂;可以提供其他一些工业塑料。


MIT化学家已经设计了一种方法来合成,可以在体内和在环境中更容易分解的聚合物。

化学反应称为开环易位聚合,或ROMP,是很方便的用于构建新的聚合物用于各种用途,如纳米加工,高性能树脂,和递送药物或成像剂。然而,一个缺点此合成方法是得到的聚合物不自然地分解在天然环境中,如在体内。

澳门太阳城最新网站的研究小组想出了一种方法,使通过添加新型积木到聚合物骨架的那些聚合物容易降解。这个新的建筑砌块,或单体,形成化学键,可以通过弱的酸,碱,以及诸如氟离子被分解。

“我们认为,这是产生与生物相关的条件下容易降解的聚合物欢蹦乱跳的第一个一般的方式,”耶利米约翰逊,化学澳门太阳城最新网站的副教授,研究的资深作者。 “漂亮的部分是,它使用标准的工作流程欢蹦乱跳;你只需要在新的单体洒,使得它非常方便。”

研究人员表示,这种积木可以纳入聚合物用于多种用途,不仅包括医疗应用,而且合成,将使用后分解更迅速的工业聚合物。

的主要作者 ,它出现在 化学性质 今天,是澳门太阳城最新网站博士后佩顿shieh。博士后挂vanthanh阮也是研究报告的作者。

强大的聚合

ROMP生成的聚合物的最常用的构建块是这样的分子称为降冰片烯,其中包含可容易地打开并串成聚合物环结构。分子如药物或成像剂可在聚合发生之前被添加到降冰片烯。

约翰逊的实验室已用这种合成方法以产生具有许多不同的结构,包括直链聚合物,瓶刷聚合物,和星形聚合物的聚合物。这些新颖的材料可被用于递送 许多抗癌药物 一次,或 承载显像剂 用于磁共振成像(MRI)和其它类型的成像的。

“这是一个非常强大的,强大的聚合反应,”约翰逊说。 “但是大缺点之一是,完全生产的聚合物的主链由碳 - 碳键,并且作为结果,该聚合物是不容易降解。这一直是东西想使聚合物的生物材料的空间时,我们已经把我们心中的背影“。

规避这个问题,约翰逊的实验室一直专注于开发小型聚合物,直径约10纳米,这可能从身体更容易比大颗粒被清除的顺序。其他化学家们试图使聚合物降解通过使用比降冰片烯的其他组成部分,但这些积木不作为有效聚合。它也更难药物或其他分子附着在他们身上,他们往往需要苛刻的条件下降解。

“我们更愿意继续使用降冰片烯,使我们能够聚合这些复杂的单体分子,”约翰逊说。 “梦已经识别另一种类型的单体和它添加作为共单体到已经使用的降冰片烯聚合”。

研究人员来到后通过工作shieh一个可能的解决方案是做的另一个项目。他正在寻找新的方法来触发从聚合物的药物释放,当他合成的含环分子是类似于降冰片烯,但包含氧 - 硅 - 氧键。研究人员发现,这种环的,被称为甲硅烷基醚,也可打开并与所述ROMP聚合反应,导致具有氧 - 硅 - 氧键更容易降解的聚合物。因此,而不是将其用于药物释放,研究人员决定尝试将其纳入聚合物主链,使其降解。

他们发现,通过简单地在一个1加入甲硅烷基醚单体:1的比例与降冰片烯单体,它们可以创建类似的聚合物结构,以什么他们以前制成,具有在整个主链结合相当均匀的新单体。但现在,当暴露于一个略微酸性的pH,约6.5,聚合物链开始破裂。

“这是相当简单的,”约翰逊说。 “这是一个单体,我们可以添加到广泛的聚合物,使其降解。但那样简单是,这样的方法的实例是令人惊讶的罕见“。

快崩溃

在小鼠试验中,研究人员发现,在第一个星期或两个,可降解的聚合物表现出通过身体与原始聚合物相同的分布,但他们开始后很快打破。六周后,在体内的新的聚合物的浓度,比原来的聚合物的浓度更小时间的三个和10之间,具体取决于研究人员使用的甲硅烷基醚单体的确切化学组成。

调查结果表明,添加这种单体用于药物递送或成像聚合物可以帮助他们从身体更快地清除。

“我们很高兴能使用这种技术来精确地调整在生物组织,我们认为可以被利用来控制生物分布,药物释放动力学,和许多其他功能基于欢蹦乱跳的聚合物分解的前景,”约翰逊说。

研究人员也开始加入到工业树脂,如塑料或粘合剂的新单体工作。他们认为这将是这些单体纳入工业聚合物的制造工艺,使它们更易降解经济上可行,而且它们与微孔-Σ致力于商业化这一系列单体,使它们可用于研究。

这项研究是由美国国家卫生研究所,美国癌症协会和美国国家科学基金会资助。


主题: 化学, 研究, 药物输送, 成像, 聚合物, 科学学院, 美国国立卫生研究院(NIH), 美国国家科学基金会(NSF)

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