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树状大分子在生物医学中的应用2021-12-14 10:39:37

自从树状大分子这个概念在七八十年代被提出以来,其独特的性质催生了一系列有关于它的研究,从药物和基因传递到诊断、治疗和纳米工程的应用。与传统的聚合物相比,树状大分子是相对比较新颖的材料。它们特殊的性质使得研究者们在过去的几十年里逐渐地将焦点聚集在这些多支链的三维大分子上。

树状大分子是一类高度支化、拥有可控、规则结构的新型超支化聚合物。它由一个内核,内部空腔和多功能表面官能团组成。树状大分子独特的分子结构,说明树状大分子能作为一种理想的纳米材料应用于生物医学。它和其它传统的线性聚合物类纳米材料有着明显的不同。第一,树状大分子内部的空腔为主客体化学提供了一个合适的位置,疏水性药物可以通过非共价反应包裹在里面,实现可控的释放,另外功能化的无机纳米颗粒可以在原位进行合成和稳定化。第二,树状大分子表面多余的官能团能被广泛的化学修饰。一些小分子,像药物分子,靶向分子和成像探针等,都能在树状大分子表面以一个可控的方式结合或复合,从而提供树状大分子的功能化,提高它们的生物相容性。
 
此外,这些活跃的官能团也可以促使树状大分子吸附到高分子无机纳米材料上,使树状大分子在制备这样的纳米材料表面功能化过程中,作为一种稳定剂而存在。第三,树状大分子的空间大小可以通过改变代数而被很容易的控制。这些纳米材料的尺寸在一些应用中都是很关键的,比如延长血液循环时间,容易穿越某些生物屏障,有能力通过肾脏过滤避免肾脏毒性。最后,树状大分子的单分散性在生物医学应用中,与其它线性聚合物相比,能够提供更多的可预测的和可再生性结果。树状大分子一般通过发散法和收敛法逐步合成。发散法第一次由Vögtle等始创,树状大分子从内部核心开始,通过重复分支单元的叠加,呈现由内向外的生长方式。收敛法由Frechet等发明,它从外围向内部生长,起始于外而止于内,合成最终的树状大分子。而前者是合成树状大分子最常用的商业化生产方式。
 
出自《基于超支化大分子的多功能纳米平台的构建及其基因治疗应用》作者孔令丹。