近年来，刺激响应的胶束因其在药物传递方面具有前途无量的应用而受到广泛关注。以往的研究表明，智能胶束可以对电压、温度、pH值和二氧化碳等不同的刺激做出反应。与共价键的两亲性聚合物相比，非共价键连接聚合物引入了额外的化学或物理性质，通过这些性质可以实现自组装/拆卸过程的可逆控制。常见的非共价键相互作用包括氢键、配位相互作用、静电相互作用和主-客相互作用。主体和客体之间的包合物被认为是形成两亲性聚合物的重要类型之一，它赋予聚集体在pH、光和电压方面的响应特性。其中，电压响应作为一种“绿色”方法，在药物控释系统中受到了广泛的关注。此外，微器件产生的电压刺激可以在体内应用，而且合适的电化学工作站可以简单地控制电势、电流、触发时间等参数。在此背景下，电控制系统已被广泛研究，已经显示出许多有吸引力的应用，例如在真皮和体内进行药物传递。然而，对主-客体相互作用驱动的胶束，特别是对电压有响应的胶束的研究还很缺乏。β-环糊精(β-CD)和二茂铁(Fc)已经被证明是能够形成1:1的包合体。不带电的Fc具有较强的疏水性，能够与β-CD发生强烈的键合作用。通过施加一个正电压, Fc能够被氧化成更亲水的带电状态，从而破坏Fc与β-CD的包合作用。华东理工大学Wang Jie、Guo Xuhong等报道了使用非共价接枝的两亲性超分子聚合物来制备电压响应的超分子聚合物胶束，这种胶束可以用来包封药物并具有电压响应的药物可控释放性能。两亲性超分子聚合物首先由β-CD接枝的右旋糖酐(Dex-CD)与二茂铁端基的聚ε-己内酯(PCL-Fc)之间主-客体相互作用来制备的。因为存在Fc基团，Fc和β-CD之间的包合作用可以由外部电压刺激可逆地控制，从而导致胶束的可逆形成和拆卸。细胞毒性实验表明超分子聚合物胶束具有良好的生物相容性和安全性。此外，美洛昔康被选择作为模型药物来测试这些电压响应性胶束的控释性能。结果表明，外部电压可有效控制美洛昔康的释放速率和最终累积释放量，这在药物控释方面具有重大的应用潜能。该工作发表在《Macromolecules》期刊上。图1. PCL-Fc (a)，β-CD-EDA (b)和Dex-CD (c)的合成路线。图2. PCL-Fc的FT-IR (b)和(b) 1H NMR图谱。图3.β-CD-EDA (a)和Dex/Dex-CD (b)的1H NMR图谱。图4. (a)在磷酸盐缓冲液中(0.2M, pH = 9.2)，FcA−(黑色曲线)，FcA-CD(红色曲线)和Dex-β-CD(蓝色曲线)的循环伏安曲线(25°C, 100 mV s−1)，FcA−的浓度是2 mM (FcA−/β-CD = 1:1)。(b) DMSO-d6中PCL-Fc/Dex-cd复合物在25℃下的二维NOESY谱(80 mg/mL)。图5. PCL-Fc/Dex-CD胶束的尺寸分布(a)以及TEM图像(b)。
图6. PCL-Fc/Dex-CD胶束的细胞毒性评价。
图7. PCL-Fc/Dex-CD胶束在不同电压刺激下的TEM图像: (a)无刺激，(b)+1.0 V，(c) - 1.0 V。
Zhenyu Yuan, JieWang,* Yiming Wang, Yujie Zhong, Xinsheng Zhang, Li Li, Junyou Wang, Stephen F.Lincoln, and Xuhong Guo*, Redox-Controlled Voltage Responsive MicellesAssembled by Noncovalently Grafted Polymers for Controlled Drug Release, Macromolecules2019, 52, 1400−1407. DOI: 10.1021/acs.macromol.8b02641.
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