Полимеризация D,L-лактида в присутствии полиэфирполиола Boltorn™

Цели. Синтез узкодисперсных биоразлагаемых сверхразветвленных полимеров на основе D,L-лактида в присутствии полиэфирполиола Boltorn™ H30 в качестве макроинициатора.

Методы. Для исследования химической структуры полиэфирполиола Boltorn™ H30 и сверхразветвленных сополимеров (Boltorn™ H30)-PDLA использовали ¹H и ¹³С спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Молекулярно-массовое распределение полимеров исследовали методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ). Для исследования термической стабильности полиэфирполиола Boltorn™ H30 применяли метод термогравиметрического анализа (ТГА). Полимеризацию D,L-лактида в присутствии полиэфирполиола Boltorn™ H30 проводили в блоке.

Результаты. По данным ЯМР была рассчитана степень разветвленности полиэфирполиола Boltorn™ H30. Методом ТГА определен верхний температурный диапазон работы с полиэфирполиолом Boltorn™ H30. Исследована полимеризация D,L-лактида в присутствии полиэфирполиола Boltorn™ H30 в качестве макроинициатора. Молекулярномассовые характеристики полученных сополимеров исследованы методами ЯМР и ГПХ.

Выводы. Подобраны оптимальные условия полимеризации D,L-лактида в присутствии полиэфирполиола Boltorn™ H30 в качестве макроинициатора. Показана возможность синтеза узкодисперсных сверхразветвленных полимеров (Boltorn™ H30)-PDLA в этих условиях.

1. Гельперина С.Э., Швец В.И. Системы доставки лекарственных веществ на основе полимерных наночастиц. Биотехнология. 2009;(3):8–23.

2. Гомзяк В.И., Седуш Н.Г., Пучков А.А., Поляков Д.К., Чвалун С.Н. Линейные и разветвленные полимеры лактида для систем направленной доставки лекарственных средств. Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 2021;63(3):190–206. https://doi.org/10.31857/S2308113921030062

3. Гомзяк В.И., Демина В.А., Разуваева Е.В., Седуш Н.Г., Чвалун С.Н. Биоразлагаемые полимерные материалы для медицины: от импланта к органу. Тонкие химические технологии. 2017;12(5):5–20. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-5-5-20

4. Агаджанян В.В., Пронских А.А., Демина В.А., Гомзяк В.И., Седуш Н.Г., Чвалун С.Н. Биодеградируемые импланты в ортопедии и травматологии. Наш первый опыт. Политравма. 2016;(4):85–93.

5. Korake S., Shaikh A., Salve R., Gajbhiye K.R., Gajbhiye V., Pawar A. Biodegradable dendritic BoltornTM nanoconstructs: A promising avenue for cancer theranostics. Int. J. Pharm. 2021;594:120177. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2020.120177

6. Гомзяк В.И., Пучков А.А., Артамонова Н.Е. и др. Физико-химические свойства биоразлагаемого сверхразветвленного полиэфирполиола на основе 2,2-бис(метилол) пропионовой кислоты. Тонкие химические технологии. 2018;13(4):67–73. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-4-67-73

7. Zhang X., Dai Y., Dai G. Advances in amphiphilic hyperbranched copolymers with an aliphatic hyperbranched 2,2-bis(methylol)propionic acid-based polyester core. Polym. Chem. 2020;11(5):964–973. https://doi.org/10.1039/c9py01608b

8. Prabaharan M., Grailer J.J., Pilla S., et al. Folateconjugated amphiphilic hyperbranched block copolymers based on Boltorn H40, poly(l-lactide) and poly(ethylene glycol) for tumor-targeted drug delivery. Biomaterials. 2009;30(16):3009–3019. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.02.011

9. Perše L.S., Huskić M. Rheological characterization of multiarm star copolymers. Eur. Polym. J. 2016;76:188–195. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2016.01.045

10. Hawker C.J., Lee R., Fréchet J.M.J. One-Step Synthesis of Hyperbranched Dendritic Polyesters. J. Am. Chem. Soc. 1991;113(12):4583–4588. https://doi.org/10.1021/ja00012a030

11. Žagar E., Žigon M. Characterization of a Commercial Hyperbranched Aliphatic Polyester Based on 2,2-Bis(methylol) propionic Acid. Macromolecules. 2002;35(27):9913–9925. https://doi.org/10.1021/ma021070o

12. Kricheldorf H.R., Kreiser-Saunders I., Boettcher C. Polylactones: 31. Sn(II)octoate-initiated polymerization of L-lactide: a mechanistic study. Polymer. 1995;36(6):1253–1259. https://doi.org/10.1016/0032-3861(95)93928-F

13. Kricheldorf H.R., Weidner S.M. High molar mass cyclic poly(L-lactide) obtained by means of neat tin(II) 2-ethylhexanoate. Polym. Chem. 2020;11(32):5249–5260. https://doi.org/10.1039/d0py00811g

14. Lecomte P., Jérôme C. Recent developments in ringopening polymerization of lactones. In: Rieger B., Künkel A., Coates G., Reichardt R., Dinjus E., Zevaco T. (Eds.). Synthetic Biodegradable Polymers. Advances in Polymer Science. 2012;245:173–218. https://doi.org/10.1007/12_2011_144

15. Tikhonov P.A., Vasilenko N.G., Muzafarov A.M. Multiarm Star Polymers. Fundamental Aspects. A Review. Doklady Chemistry. 2021;496(1):3–20. https://doi.org/10.1134/S001250082101002X

16. Perevyazko I., Seiwert J., Schömer M., Frey H., Schubert U.S., Pavlov G.M. Hyperbranched Poly(ethylene glycol) Copolymers: Absolute Values of the Molar Mass, Properties in Dilute Solution, and Hydrodynamic Homology. Macromolecules. 2015;48(16):5887–5898. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5b01020

17. Li H., Riva R., Kricheldorf H.R., Jérôme R., Lecomte P. Synthesis of eight- and star-shaped poly- (ε-caprolactone)s and their amphiphilic derivatives. Chemistry – A European Journal. 2008;14(1):358–368. https://doi.org/10.1002/chem.200700603

18. Massoumi B., Sarvari R., Agbolaghi S. Biodegradable and conductive hyperbranched terpolymers based on aliphatic polyester, poly(D,L-lactide), and polyaniline used as scaffold in tissue engineering. Int. J. Polym. Mater. 2018;67(13):808–821. https://doi.org/10.1080/00914037.2017.1383248

19. Michalski A., Brzezinski M., Lapienis G., Biela T. Star-shaped and branched polylactides: Synthesis, characterization, and properties. Prog. Polym. Sci. 2019;89:159–212. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2018.10.004

20. Tabatabaei Rezaei S.J., Abandansari H.S., Nabid M.R., Niknejad H. PH-responsive unimolecular micelles selfassembled from amphiphilic hyperbranched block copolymer for efficient intracellular release of poorly water-soluble anticancer drugs. J. Colloid Interface Sci. 2014;425:27–35. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2014.03.034