pH響應(yīng)型聚合物膠束能對周圍環(huán)境中的pH變化進行響應(yīng)，使得膠束結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)發(fā)生變化，進而導(dǎo)致膠束親疏水平衡被破壞，甚至發(fā)生結(jié)構(gòu)解體。人體內(nèi)正常生理組織和血液中的pH值為7.4，而腫瘤組織因腫瘤細胞的增殖呈弱酸性環(huán)境,在腫瘤細胞內(nèi)部的微環(huán)境中pH甚至可以達到5.0。另外，人體胃液中pH為1.0～2.5，而腸道環(huán)境pH為5.1 ～7.8。這些pH差異可以用作聚合物膠束體系在腫瘤或腸道部位藥物控制釋放的刺激。構(gòu)成pH響應(yīng)型膠束的聚合物結(jié)構(gòu)中通常含有可以發(fā)生pH誘導(dǎo)質(zhì)子化(去質(zhì)子化)或斷裂的基團。

含有可質(zhì)子化基團的聚合物可以簡單分為聚酸和聚堿兩類，即聚合物結(jié)構(gòu)中含有弱酸基團(如羧酸)或者弱堿基團(如伯胺和叔胺)。聚(甲基)丙烯酸的pKa值在5.0～6.0之間，是口服藥物遞釋載體中最為常見的聚酸類聚合物。聚堿類聚合物有聚甲基丙烯酸N,N一二甲氨基乙酯(PDMAEMA, pKb值7.4 ) 、聚甲基丙烯酸N,N一二乙氨基乙酯(PDEAEMA, pKb值7.0 ) 、聚組氨酸(Phis, pKb值6. 5 )  、聚β-氨基酯(PAE, pKb,值6～6. 8 )和殼聚糖(pKb值6～6.2)等。這些基團的離子狀態(tài)在其等電點(pKa或pKb)附近發(fā)生非常明顯的變化。在不同的pH條件下，敏感基團發(fā)生質(zhì)子化(去質(zhì)子化)，導(dǎo)致聚合物內(nèi)外離子濃度發(fā)生明顯改變，聚合物嵌段間的氫鍵作用發(fā)生變化，這種變化將引起聚合物理化性質(zhì)的改變。

除了含有可質(zhì)子化基團的聚合物可以形成pH響應(yīng)型膠束外，結(jié)構(gòu)中含有可pH誘導(dǎo)斷裂基團的聚合物也可以自組裝形成pH響應(yīng)型膠束體系。這些可斷裂的基團包括亞胺、酰腙、縮醛及肟等。在pH變化時，聚合物中的這些基團斷裂使得聚合物性質(zhì)發(fā)生明顯變化，從而導(dǎo)致聚合物膠束結(jié)構(gòu)親疏水平衡被破壞，膠束甚至解體。比如三嵌段聚合物聚乙二醇-b-聚己內(nèi)酯-b-聚乙二醇PEG-b-OPCL-b-PEG，其中疏水嵌段OPCL主鏈上含有很多肟鍵。肟鍵在pH 7.4條件下穩(wěn)定，而在酸性條件pH 5.0下則斷裂，使得聚合物主鏈解體，導(dǎo)致聚合物膠束結(jié)構(gòu)解體，從而加快藥物釋放。比如聚乙二醇-b-聚碳酸酯(PEG-b-PTMC)的嵌段聚合物，在聚碳酸酯的側(cè)鏈上修飾枝接了含有縮醛結(jié)構(gòu)的基團，得到了兩親性嵌段聚合物PEG-b-PTMBPEC。在pH 7.4條件下，聚合物自組裝形成穩(wěn)定的膠束結(jié)構(gòu)，并負載阿霉素(DOX);這種膠束體系具有基于pH刺激誘導(dǎo)的藥物控釋性能，在pH 5.0條件下，縮醛結(jié)構(gòu)發(fā)生快速水解，疏水嵌段變?yōu)橛H水，膠束親疏水平衡破壞，進而膠束發(fā)生解體，藥物得以快速釋放。

膠束pH響應(yīng)釋放示意圖

服務(wù)描述-納米藥物遞送

碳水科技（Tanshtech）通過對聚合物膠束、脂質(zhì)納米粒（LNP）、脂質(zhì)體、聚合物納米粒、白蛋白納米粒、納米乳、金納米顆粒、納米石墨烯和水凝膠等納米顆粒尺寸控制、合理的藥物負載、主動靶向策略、表面修飾、緩釋控釋和聯(lián)合影像學(xué)指導(dǎo)給藥等、對納米粒進行合理的組裝和功能化，實現(xiàn)對小分子化學(xué)藥物、大分子蛋白藥物、多肽、抗體、RNA等核酸藥物進行靶向遞送，同時聯(lián)合靶向、診斷等多功能，實現(xiàn)多功能納米藥物設(shè)計。