PCL-citric acid

PCL-citric acid共聚物的合成及其可降解功能材料應(yīng)用研究

一、產(chǎn)品基本信息

中文名稱：聚己內(nèi)酯-檸檬酸

英文名稱：Polycaprolactone–Citric Acid

縮寫名稱：PCL-CA 或 PCL-citric acid

類型：功能化生物可降解聚酯

產(chǎn)品形態(tài)：固體粉末、薄膜或溶液（根據(jù)具體加工方式）

連接方式：檸檬酸與PCL端基或主鏈通過酯鍵或酰胺鍵連接，可作為交聯(lián)劑、接枝源或官能化中間體。

二、材料結(jié)構(gòu)與組成

1. 聚己內(nèi)酯（PCL）：

是一種疏水性、可生物降解的脂肪族聚酯。

降解溫和，產(chǎn)物無毒，已獲FDA認證用于藥物遞送和植入醫(yī)療器械。

2. 檸檬酸（Citric Acid, CA）：

一種三羧酸結(jié)構(gòu)的天然小分子，具備三個羧基和一個羥基。

在聚合物體系中可作為多官能交聯(lián)劑、連接劑、改性基團提供更多位點反應(yīng)。

具親水性、生物可降解性、低毒性。

3. PCL-CA結(jié)構(gòu)形式示意：

根據(jù)合成路線不同，有以下典型結(jié)構(gòu)：

線性修飾型：

PCL鏈末端與檸檬酸羧基形成酯鍵或酰胺鍵，形成PCL–CA。

交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)型：

多條PCL通過檸檬酸三官能連接，形成三維網(wǎng)絡(luò)凝膠或彈性體。

嵌段型或接枝型共聚物：

CA通過預先接枝在PCL上，進一步引入親水基團、功能分子等。

三、理化性質(zhì)

性質(zhì)項目 描述說明

外觀 白色或淡黃色粉末、膠體或薄膜

分子量范圍 PCL鏈段：2–20 kDa（可定制）

溶解性 易溶于 DMSO、THF、DMF、氯仿等；與水或乙醇可部分混溶

降解性 PCL緩慢水解，檸檬酸快速酶解/水解，有利于控釋調(diào)控

熱性能 Tm ≈ 60 °C，Tg ≈ –60 °C，因結(jié)構(gòu)而異

官能團密度 檸檬酸提供多個羧基/羥基位點，便于進一步修飾

四、合成路線與表征方法

1. 常用合成策略：

（1）PCL-COOH + CA → 酯鍵偶聯(lián)

使用EDC/NHS、DCC等縮合劑使PCL羧基與CA羥基反應(yīng)。

（2）CA與ε-己內(nèi)酯共聚（一步法）

在聚合過程中引入CA參與鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，實現(xiàn)末端或鏈內(nèi)修飾。

（3）熔融聚合或一步縮合

通過PCL-OH 與CA在高溫下直接酯化或與其它多元醇共聚。

（4）交聯(lián)法

CA與多端PCL反應(yīng)，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用于水凝膠或支架。

2. 表征手段：

表征方法 用途

?H NMR 確定PCL與CA的連接位點、摩爾比

FTIR 驗證酯鍵、羧酸、羥基的存在

GPC 分子量測定

TGA / DSC 熱性能分析

DLS / TEM 粒徑與膠束分析（如自組裝）

Zeta電位 分散體系電荷評估

XPS / SEM 表面化學與形貌觀察

五、功能特點與技術(shù)優(yōu)勢

1. 增強親水性與生物功能性

CA的引入使疏水的PCL表面具備一定親水性；

提高細胞相容性、表面潤濕性，有助于細胞粘附與增殖。

2. 多官能修飾平臺

檸檬酸提供多個羧基與羥基位點，可進一步接枝：

熒光標記（如FITC、Cy5）；

靶向分子（如RGD、葉酸）；

藥物載體連接（如DOX、PTX）；

生物活性蛋白/肽類；

3. pH響應(yīng)與可控釋放

CA中的酸性基團對pH變化敏感；

可實現(xiàn)弱酸性腫瘤環(huán)境中響應(yīng)性釋放；

PCL的緩釋特性疊加提升釋放穩(wěn)定性。

4. 生物降解與組織適配性

PCL慢降解適合長期釋放；

CA改善材料柔韌性與親水性，提升組織融合度。

5. 交聯(lián)與凝膠形成能力

CA作為三官能交聯(lián)劑，可制備彈性水凝膠、熱固型支架等；

具備可注射性或可打印性（3D打印生物墨水）。

六、典型應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)用方向 描述與優(yōu)勢

控釋藥物載體 PCL-CA可包載藥物，緩釋釋放并實現(xiàn)酸性微環(huán)境響應(yīng)

組織工程支架 表面親水性改善，促進細胞粘附與組織整合

傷口敷料與粘附凝膠 粘彈性能佳，可形成抗菌/止血型功能薄膜

3D打印生物墨水 CA增強交聯(lián)點，調(diào)控粘彈性，用于軟骨/骨組織打印

表面改性劑 接枝于疏水表面（如PCL、PLGA）提升親水性、生物相容性

可注射凝膠系統(tǒng) 與其它聚合物交聯(lián)形成原位成膠材料，適合局部釋放

復合納米粒載體 自組裝形成核-殼型粒子，適合聯(lián)合治療與成像

七、典型產(chǎn)品參數(shù)（可定制）

產(chǎn)品型號 PCL鏈長（kDa） 檸檬酸比例 外觀 連接方式

PCL5k-CA（線性） 5 1:1 白色粉末 酯鍵

PCL-CA-Gel（交聯(lián)型） 2–5 1:3 透明膠狀 三維交聯(lián)

PCL-CA-FITC（功能型） 5 1:2 熒光粉末 酯/酰胺鍵

八、使用建議與儲存條件

項目 建議說明

儲存方式 避光、干燥、低溫（–20℃）保存，防止羧基水解或酯鍵斷裂

溶解建議 可溶于 DMSO、DMF、THF、氯仿，部分水溶性增強型可分散于PBS或水

自組裝建議 有CA修飾后親水性增強，有助于形成膠束或膠體結(jié)構(gòu)

滅菌方式 濾膜滅菌（0.22 ?m）或低溫紫外處理，避免高溫

九、總結(jié)與發(fā)展展望

PCL-Citric Acid 共聚物是一類兼具親水性、生物降解性、多官能化能力的高性能功能材料，可廣泛用于：

智能控釋藥物遞送；

組織工程與可植入器械；

可注射水凝膠；

3D打印生物材料；

表面親水改性與活性層構(gòu)建。

產(chǎn)品優(yōu)勢一覽：

? 改善PCL疏水性與細胞相容性

? 多羧基/羥基為生物接枝提供平臺

? 降解可控，pH響應(yīng)性強

? 支持水凝膠/薄膜/微粒等多種形態(tài)

? 可廣泛定制（分子量、CA含量、功能基團）

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廠家:西安pg電子官方生物科技有限公司

用途:科研

狀態(tài)：固體/粉末/溶液

產(chǎn)地:西安

溫馨提醒:僅供科研，不能用于人體實驗!

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