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  在含水共混溶劑中，雙親分子型兩嵌段共聚物通常會在液-液界面上自組裝形成聚合物囊泡結(jié)構(gòu)。相比于脂質(zhì)體（liposomes），聚合物囊泡（polymersomes）作為藥物載體具有更好的力學(xué)穩(wěn)定性，因而受到越來越多的關(guān)注。由于雙親鏈分子的柔性特征，聚合物囊泡形狀尤其是在高剪切場環(huán)境下仍然會隨時(shí)間改變，這限制了其在長效藥物載體上的應(yīng)用。

  最近美國Drexel大學(xué)李育人教授等發(fā)現(xiàn)嵌段共聚物（聚乳酸-聚乙二醇，PLLA-b-PEG）中聚乳酸（PLLA）組分在精確調(diào)控下結(jié)晶時(shí)，會形成超薄聚合物晶體囊泡（crystalsomes）。該晶體囊泡具有非常好的力學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)測得其楊氏模量在10000MPa，遠(yuǎn)高于普通聚合物囊泡值（10～100MPa）。這種強(qiáng)力學(xué)穩(wěn)定性的晶體囊泡在生物體內(nèi)運(yùn)輸藥物時(shí)具有很大的優(yōu)勢。

圖1，聚乳酸-聚乙二醇囊泡的力學(xué)性質(zhì)。（a）超聲粉碎囊泡小晶片的AFM形貌以及相應(yīng)高度圖；（b）干燥狀態(tài)下聚乳酸-聚乙二醇囊泡殼的示意圖；（c）聚乳酸-聚乙二醇晶體囊泡的 AFM力-變形譜 。插圖：用于壓痕測試的晶體囊泡AFM形貌及高度圖。

  生物體內(nèi)循環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。數(shù)據(jù)顯示，隨著晶體囊泡結(jié)晶時(shí)間的不同（結(jié)晶度不同），其在生物體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間有明顯差異。65%結(jié)晶的晶體囊泡可以在體內(nèi)循環(huán)接近96小時(shí)，其中半衰期達(dá)到24小時(shí)。這一結(jié)果表明該晶體囊泡尤其適合作為新一類長效納米藥物的運(yùn)輸載體。

圖2，晶體囊泡的血液循環(huán)時(shí)間與結(jié)晶度的關(guān)系。（a）不同結(jié)晶時(shí)間的熒光標(biāo)記晶體囊泡的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間。（b）不同類型聚合物粒子在體內(nèi)24小時(shí)殘留比與半衰期的關(guān)系。（c）晶體囊泡結(jié)晶度，半衰期與結(jié)晶時(shí)間的關(guān)系。（d）晶體囊泡結(jié)晶度與半衰期的關(guān)系。

  同時(shí)，哥廷根大學(xué)湯啟云博士和南京大學(xué)胡文兵教授利用分子模擬研究了超薄聚合物晶體囊泡的早期結(jié)晶動力學(xué)過程。結(jié)果顯示晶核只有在偏離界面一定距離（離相分離界面大約4納米）處可以生長成為宏觀晶體，而靠近或者遠(yuǎn)離界面處的晶核卻無法繼續(xù)生長。這種非界面誘導(dǎo)聚合物結(jié)晶成核行為可以歸因于晶核平均取向的非均勻徑向分布，如圖3所示。

圖3，（ a ）聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物的在彎曲界面處的相分離初始態(tài)以及聚乳酸分子在結(jié)晶成核早期不同時(shí)間的形貌圖。黃色和綠色分別表示聚乳酸和聚乙二醇組分。（b）不同時(shí)間的平均晶核尺寸的徑向分布。這里每條徑向分布平均自24個(gè)獨(dú)立模擬，晶核位置由其質(zhì)心決定。插圖顯示平均晶核取向的徑向分布，虛線表示統(tǒng)計(jì)上晶核無優(yōu)先取向。

  以上實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果以標(biāo)題“Block copolymer crystalsomes with an ultrathin shell to extend blood circulation time”全文發(fā)表在最近的Nature Communications, 9, 3005, (2018)上。

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-05396-x