分享一篇最近发表在JACS上的文章，题目为Degradable Diblock Copolymer Vesicles via Radical Ring-Opening Polymerization-Induced Self-Assembly in Aqueous Media。文章的通讯作者分别是谢菲尔德大学的Steven P. Armes和来自巴黎萨克雷大学的Julien Nicolas。
脂质体和嵌段共聚物囊泡常用于药物递送、基因治疗等领域，其中嵌段共聚物囊泡形貌更丰富，力学性能和胶粒稳定性更强。然而，目前可降解嵌段共聚物囊泡鲜见报道。近期，化学工作者利用自由基开环聚合反应(rROP)，将环状乙烯酮缩醛 (CKAs)与乙烯基单体共聚，从而在聚合物中引入可水解酯键。然而，该策略所得嵌段共聚物浓度低，且CKAs单体竞聚率与乙烯基单体不匹配，因此未能得到普遍应用。作者认为，聚合诱导自组装(PISA)策略可以解决低浓度问题，同时采用硫羰基内酯单体可以解决竞聚率匹配问题。如图1所示，作者将rROP与硫羰基内酯单体的可逆加成-碎裂链转移(RAFT)反应相结合，构建了自由基开环聚合诱导自组装(rROPISA)策略。具体来说，作者以聚(N,N-二甲基丙烯酰胺) (PDMAC)为水溶性引发剂，制备了丙烯酸2-甲氧基乙酯(MEA)与二苯并[c,e]氧杂䓬-5-硫酮(DOT)的嵌段共聚物。此外，作者采取饥饿加料(comonomer-starved addition)策略，使体系中单体浓度始终维持在低水平，因此DOT单体转化率大幅提高，且所得聚合物具有可降解性。
图1. rROPISA策略示意图
如图2所示，作者制备了PDMAC43引发的PMEA。PMEA的形貌与聚合度和温度密切相关。当PMEA聚合度较小时，体系形态为球形；而随聚合度不断上升，体系中将出现蠕虫状粒子，最终形成尺寸均一的囊泡。此外，20°C下体系中球形与棒状粒子共存，而降温后则全部变为球形。
图2. PDMAC-PMEA聚合物尺寸、形貌表征
如图3所示，作者随后制备了PMEA和PDOT的共聚物。饥饿加料法使得DOT单体转化率大幅提高，且相比于一锅法，聚合物分子量得到提高。聚合物在水中组装为球形粒子或囊泡，且DOT含量越高，粒子粒径越大。
表1. PDMAC-P(MEA-stat-DOT)的制备及表征数据
图3. PDMAC-P(MEA-stat-DOT)的制备
如图4所示，作者探究了该囊泡的降解能力。在异丙胺作用下，该囊泡在36小时内完全降解，且DOT含量越高，分子量降低越多，降解速率越快。降解过程中，体系由囊泡逐渐变为球形和棒状粒子，最终消失。
图4. PDMAC-P(MEA-stat-DOT)的降解
如图5所示，作者初步探究了该囊泡的药物递送潜力。囊泡负载尼罗红染料分子后，在半胱氨酸和谷胱甘肽条件下孵育。96 h后，染料分子因囊泡降解而全部释放，表明该体系有望应用于药物递送领域中。
图5. 囊泡染料释放能力
总结来说，作者利用rROPISA策略，合成了双嵌段共聚物PDMAC-P(MEA-stat-DOT)。文章的创新点是饥饿加料策略，它使得DOT转化率得到大幅提高，所得纳米囊泡含硫酯比例高，并具有可降解性。作者认为，该材料有望进一步应用于多响应性药物递送策略。
作者：CHR 审校：QJC
DOI: 10.1021/jacs.5c03744
Link: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c03744
