在现代生物医药与材料科学领域,载体材料的表面修饰技术正成为提升药物递送、基因传输与组织工程性能的关键环节。近年来,聚乙烯亚胺(PEI)修饰聚己内酯(PCL)微球凭借其优异的生物兼容性、可调控释放性能及高效表面活性,成为科研与产业界关注的热门材料。
一、聚己内酯(PCL):可降解高分子基材
聚己内酯(Polycaprolactone, PCL)是一种半结晶性聚酯,具有优良的生物可降解性与生物相容性,广泛用于药物控释载体、组织工程支架及可吸收缝合线等领域。
其主要特点包括:
? 可生物降解:在体内可被水解及酶降解为无毒小分子;
? 成型性优异:易于制备为微球、纳米粒、薄膜或纤维;
? 药物包封性能好:可有效包载疏水性药物,适合长效释放系统。
然而,PCL表面本身较为疏水、缺乏活性官能团,在生物体系中难以高效结合带电分子(如DNA、RNA、蛋白等),这限制了其在基因传递或靶向载体领域的进一步应用。
二、聚乙烯亚胺(PEI):高效阳离子修饰剂
聚乙烯亚胺(Polyethylenimine, PEI)是一种高分子阳离子聚合物,富含大量氨基(—NH?)基团,能够通过静电作用与带负电的核酸、蛋白等生物分子形成稳定复合物。
PEI具有以下优势:
? 高阳离子密度:可高效吸附DNA/RNA等阴离子分子;
? 优异的缓冲能力:有助于“质子海绵效应”,促进基因内吞释放;
? 易于化学修饰:可与羧基、羟基类基材共价结合,提升界面活性。
但纯PEI材料通常存在细胞毒性较高、难以控制释放等问题,因此需要与可降解聚合物结合以优化其生物相容性。
三、应用前景广阔
PEI修饰PCL微球在多个前沿领域展现出广泛潜力:
基因递送系统
PEI提供阳离子表面吸附DNA/RNA;
PCL控制释放速率,提高转染效率与安全性。
药物控释载体
可负载小分子药物或蛋白,通过PEI层调控释放行为,实现精准递送。
组织工程与细胞培养
改善PCL表面亲水性与细胞黏附性,促进细胞生长与分化。
靶向输送系统
PEI表面氨基可进一步偶联配体(如抗体、肽链),实现特定细胞或组织的靶向识别。