2019年11月7日
一种叫做开环复分解聚合(ROMP)的化学反应，可以很方便地构建用于各种用途的新型聚合物，如纳米制造、高性能树脂、以及药物或显像剂。然而，这种合成方法的一个缺点是，生成的聚合物不能在自然环境中自然分解，比如在体内。
提高聚合物的可降解性
麻省理工学院的研究小组提出了一种方法，通过在聚合物的主干上添加一种新型的构建块，使这些聚合物更容易降解。这种新的结构块或单体形成的化学键可以被弱酸、碱和离子(如氟化物)分解。
”我们认为，这是在生物相关条件下生产易于降解的ROMP聚合物的第一种通用方法，该研究的资深作者、麻省理工学院(MIT)化学副教授耶利米·约翰逊(Jeremiah Johnson)说。”好的部分是它使用标准的ROMP工作流;你只需要把新的单体撒进去，这样就很方便了”。
研究人员说，这种构建块可以被整合到聚合物中，用于各种各样的用途，不仅包括医疗应用，还包括工业聚合物的合成，这些聚合物在使用后会分解得更快。
不可降解性:手边的问题
romp生成的聚合物最常见的组成部分是降冰片烯分子，这种分子包含一个环状结构，可以很容易地打开并串在一起形成聚合物。在降冰片烯聚合发生之前，可以将药物或显像剂等分子加入到降冰片烯中。
Johnson的实验室已经使用这种合成方法来制造具有许多不同结构的聚合物，包括线性聚合物、瓶刷聚合物和星形聚合物。这些新型材料可用于一次性欧洲杯足球竞彩输送多种癌症药物，或携带磁共振成像(MRI)和其他类型成像的显像剂。
”这是一个非常强大的聚合反应,”约翰逊说。”但最大的缺点之一是，产生的聚合物的主干完全由碳碳键组成，因此，聚合物不容易降解。当我们考虑为生物材料领域制造聚合物时，这一直是我们脑海中挥之不去的东西欧洲杯足球竞彩”。
更小的聚合物，容易降解
为了解决这个问题，约翰逊的实验室专注于开发直径约10纳米的小聚合物，这种聚合物比大颗粒更容易从人体中清除。欧洲杯猜球平台其他的化学家试图通过使用降冰片烯以外的构造块来使聚合物可降解，但是这些构造块不能有效地聚合。将药物或其他分子附着在它们上也更加困难，它们通常需要恶劣的条件才能降解。
”我们倾向于继续使用降冰片烯作为分子，使我们能够聚合这些复杂的单体,”约翰逊说。”他们的梦想是找到另一种类型的单体，并将其作为共聚单体加入到已经使用降冰片烯的聚合反应中”。
新的可能解决方案
研究人员在谢赫的另一个项目中找到了一个可能的解决方案。当他合成了一个类似降冰片烯但含有氧-硅-氧键的含环分子时，他正在寻找从聚合物中触发药物释放的新方法。研究人员发现，这种被称为硅醚的环也可以在ROMP反应中被打开和聚合，导致带有氧-硅-氧键的聚合物更容易降解。因此，研究人员决定尝试将其纳入聚合物骨架，使其可降解，而不是用它来释放药物。
他们发现，通过简单地以1:1的比例将硅醚单体与降冰片烯单体加入，他们可以创造出与之前所做的类似的聚合物结构，新的单体相当均匀地融入整个主链。但现在，当暴露在微酸性pH值(6.5左右)时，聚合物链开始断裂。
”它很简单,”约翰逊说。”这是一种我们可以添加到广泛使用的聚合物中的单体，使其可降解。但尽管如此简单，这种方法的例子却少得惊人”。
快崩溃
在小鼠实验中，研究人员发现，在最初一两周内，可降解聚合物在体内的分布与原始聚合物相同，但不久之后就开始分解。六周后，根据研究人员使用的硅醚单体的确切化学成分，新聚合物在体内的浓度比原来的聚合物低3到10倍。
研究结果表明，将这种单体添加到用于药物传递或成像的聚合物中，可以帮助它们更快地从体内清除。
优化基于romp的聚合物的分解
”我们对使用这项技术来精确调节生物组织中基于romp的聚合物分解的前景感到兴奋，我们相信这可以用于控制生物分布、药物释放动力学和许多其他特性,”约翰逊说。
研究人员还开始研究将这种新单体添加到塑料或粘合剂等工业树脂中。他们认为，将这些单体纳入工业聚合物的生产过程在经济上是可行的，以使它们更可降解。他们正在与Millipore-Sigma合作，将这类单体商业化，并使它们可供研究。
来源:http://web.mit.edu/