ما هو ميثوكسي بولي ايثيلين جلايكول؟

ميثوكسي بولي إيثيلين جلايكول (MPEG) هو نوع من البولي إيثيلين جلايكول (الوتد) الذي خضع للميثوكسيل، وهي دورة اصطناعية تتضمن توسيع مجموعات الميثوكسي (-OCH3) إلى جسيم الوتد. يعدل هذا التغيير خصائص البوليمر، مما يجعله أكثر قابلية للذوبان في المذيبات الطبيعية وأقل ميلاً للتعاون مع البروتينات والأنسجة العضوية على النقيض من الحصة غير المعدلة.

الأوتاد عبارة عن بوليمرات مصممة هندسيًا مصنوعة من وحدات إعادة صياغة أكسيد الإيثيلين. يتم استخدامها على نطاق واسع في مختلف المؤسسات، بما في ذلك الأدوية ومنتجات العناية بالجمال والأغذية والتجميع، بسبب توافقها الحيوي، وملاءتها للمياه، والقدرة على التكيف.

يمكن تحقيق Methoxylation of Stake من خلال الاستجابات الاصطناعية باستخدام الميثانول أو كلوريد الميثيل. يحتوي بوليمر mPEG التالي على تصميم يشبه تصميم Stake ولكن مع حزم الميثوكسي المرتبطة بنهايات الهيدروكسيل الطرفية (- الجودة) لسلاسل البوليمر. يمكن أن يتقلب مستوى الميثوكسيل، أو كمية مجموعات الميثوكسي لكل ذرة حصة، اعتمادًا على تقنية الاتحاد المحددة والخصائص المطلوبة.

أحد الاستخدامات الأساسية لـ mPEG هو في أطر نقل الأدوية. يُستخدم mPEG بشكل متكرر كطلاء أو معدل لجزيئات الدواء والجسيمات النانوية والعوامل العلاجية الأخرى نظرًا لتوافقه الحيوي وانخفاض المناعة. يمكن أن يعمل توسيع mPEG لتهدئة الخطط على قوتها وقابليتها للذوبان وخصائصها الحركية الدوائية، وبالتالي تحسين كفايتها المفيدة وتقليل التأثيرات غير الودية.

بالإضافة إلى نقل المخدرات، يقوم mPEG بتتبع الاستخدام في التطبيقات المختلفة. على سبيل المثال، يتم استخدامه كمادة خافضة للتوتر السطحي في عمليات بلمرة المستحلب، ومثبت في الأطر الغروية، وكزيت في الدورات الحديثة. تستفيد جميع الطلاءات والمواد اللاصقة ومانعات التسرب من قدرتها على تغيير خصائص سطح المواد.

يجب أن تؤخذ في الاعتبار إمكانية تراكم mPEG في الجسم بمرور الوقت وتأثيره على البيئة على الرغم من استخدامه على نطاق واسع. ومن خلال إنشاء بوليمرات جديدة أو إدخال تعديلات على التركيبات الموجودة، يواصل الباحثون البحث عن طرق للتخفيف من هذه المخاوف.

بشكل عام، ميثوكسي بولي إيثيلين جلايكول هو بوليمر مرن له تطبيقات مختلفة، خاصة في نقل الأدوية وعلوم المواد. خصائصها الاستثنائية تجعلها أداة مهمة لتحسين العرض والاستفادة من العناصر المختلفة عبر مختلف المؤسسات.

ما هو التركيب الكيميائي لميثوكسي بولي إيثيلين جلايكول؟

ميثوكسي بولي إيثيلين جلايكول(mPEG) هو بوليمر مشتق من البولي إيثيلين جلايكول (PEG) حيث يتم استبدال ذرات الهيدروجين الموجودة في أحد طرفي سلسلة PEG بمجموعات ميثوكسي. ويمكن تمثيل تركيبها الكيميائي على النحو التالي:

CH3-(O-CH2-CH2)nO-CH3

حيث يمثل n عدد تكرارات جلايكول الإيثيلين. مجموعات الميثوكسي على كلا الطرفين تجعله ثنائي ميثيل إيثر منتهي PEG.

تعمل وحدات تكرار جلايكول الإيثيلين على تكوين عمود فقري مرن من البوليمر المحب للماء وقابل للذوبان في الماء والعديد من المذيبات العضوية. يمكن أن يتراوح عدد التكرارات (n) من 3 إلى عدة آلاف، مما ينتج عنه mPEGs بأوزان جزيئية من 200 إلى أكثر من 40،000 دالتون.

تتضمن بعض السمات الهيكلية الرئيسية لـ mPEG ما يلي:

- هيكل بوليمر خطي مع مجموعات نهاية ميثوكسي كارهة للماء وعمود فقري PEG محب للماء.

- الوزن الجزيئي يتم التحكم فيه بعدد تكرارات جلايكول الإيثيلين. القيمة الأعلى n تساوي الوزن الجزيئي الأعلى.

- بوليمر amphiphilic قابل للذوبان في كل من الوسائط المائية والعضوية.

- يتم تحويل مجموعات الهيدروكسيل النهائية التفاعلية إلى مجموعات ميثوكسي غير متفاعلة.

- تحسين درجة الحرارة واستقرار الرقم الهيدروجيني مقابل PEG غير المعدل.

- خيارات الوزن الجزيئي المتعددة تسمح بخصائص قابلة للتخصيص.

تعديل الميثوكسي البسيط يجعل mPEG أكثر استقرارًا مع الاحتفاظ بخصائص PEG الملائمة ذات الذوبان العالي والسمية المنخفضة ونقص المناعة.

كيف يتم تصنيع ميثوكسي بولي إيثيلين جلايكول؟

ميثوكسي بولي إيثيلين جلايكوليتم تصنيعه من البولي إيثيلين جلايكول (PEG) من خلال عملية تسمى تخليق ويليامسون إيثر. فيما يلي الخطوات العامة:

1. يتم إنتاج PEG عن طريق بلمرة مونومرات أكسيد الإيثيلين لتكوين H O - (CH 2- CH 2- O) nH.

2. يتم إذابة PEG في مذيب جاف مثل رباعي هيدروفيوران (THF) في ظل ظروف خاملة.

3. تتم إضافة معدن الصوديوم لنزع بروتونات مجموعات PEG الهيدروكسيل إلى أيونات ألكوكسيد.

4. تتم ألكلة مجموعات الألكوكسيد بإضافة يوديد الميثيل، وتحويل الهيدروكسيل التفاعلي إلى مجموعات ميثوكسي غير متفاعلة.

5. تتم تنقية خليط التفاعل من خلال الترسيب والترشيح لعزل منتج PEG الميثوكسيلاتي.

6. قد تتضمن عملية التنقية الإضافية خطوات غسيل وتجفيف إضافية لزيادة الإنتاجية إلى الحد الأقصى.

7. يتم التحكم في الوزن الجزيئي من خلال عدد وحدات جلايكول الإيثيلين في مادة PEG المتفاعلة.

تشمل الطرق الاصطناعية البديلة ما يلي:

- تفاعل PEG مع الديازوميثان بدلا من يوديد الميثيل.

- تفاعل محفز معدني متعدد الخطوات ينشط PEG مع مجموعة إستر سلفونات.

- التعديل الأنزيمي للهيدروكسيلات PEG باستخدام محفزات الليباز.

يسمح تخليق إيثر ويليامسون بتحويل بسيط وانتقائي لمجموعات PEG الهيدروكسيل إلى ميثوكسيس. يؤدي ذلك إلى تحسين الاستقرار وإزالة المواقع التفاعلية في بوليمر PEG.

ما هي تطبيقات ميثوكسي بولي ايثيلين جلايكول؟

ميثوكسي بولي إيثيلين جلايكول(mPEG) له العديد من الاستخدامات في الصناعات الدوائية والطبية الحيوية وغيرها من الصناعات نظرًا لمزيجه الفريد من الخصائص. بعض التطبيقات تشمل:

PEGylation:mPEG يستخدم لتعديل البروتينات والإنزيمات الصيدلانية لتحسين ثباتها ووقت تداولها. يمنع طلاء mPEG التدهور.

مركبات توصيل الأدوية- يمكن استخدام mPEGs لإذابة الأدوية الكارهة للماء في مذيلات أو حويصلات نانوية لتحسين التوصيل.

أجهزة طبية- طلاء الأسطح بمادة mPEG يقلل من التصاق البروتين ونمو البكتيريا. وهذا يحسن التوافق الحيوي للزرعات والقسطرة.

مستحضرات التجميل: يعمل mPEG كعامل للاحتفاظ بالرطوبة ومذيب في العديد من المستحضرات والكريمات. يوفر خصائص سلسة ومرنة.

مواد حافظة: يمكن أن تمنع mPEGs نمو البكتيريا والخمائر والعفن لتعمل كمكونات حافظة.

مواد التشحيم: سلوك ترطيب ممتازميثوكسي بولي إيثيلين جلايكولمفيدة كطلاءات تشحيم أو إضافات في المواد الهلامية.

التوليف الكيميائي: تسمح مجموعات الميثوكسي غير المتفاعلة بتفاعلات PEGylation انتقائية بدون منتجات جانبية.

يمكن تغيير كل من الوزن الجزيئي والنسبة المئوية لمحتوى PEG لتحقيق الخصائص الفيزيائية المطلوبة لتطبيق معين. يوفر mPEG منصة متعددة الاستخدامات لتحسين قابلية الذوبان في الماء والتوافق الحيوي وأداء المركبات النشطة.

مراجع:

Alconcel، SNS، Baas، AS and Maynard، HD، 2011. أدوية بولي (إيثيلين جلايكول) - بروتين مترافقة معتمدة من إدارة الغذاء والدواء. كيمياء البوليمرات، 2(7)، ص. 1442-1448.

Harris، JM and Chess، RB، 2003. تأثير pegylation على المستحضرات الصيدلانية. مراجعات الطبيعة اكتشاف الأدوية، 2(3)، ص. 214-221.

Joralemon، MJ، O'Reilly، RK، Hawker، CJ and Wooley، KL، 2005. الجسيمات النانوية المتشابكة بالنقر (SCC): منهجية جديدة للتوليف والتشغيل المتعامد. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، 127(48)، ص. 16892-16899.

Mahou, R. and Wandrey, C., 2012. ألكوكسي بولي إيثيلين جلايكول. المراجعات الكيميائية، 112(4)، ص. 2351-2390.

Veronese، FM وPasut، G.، 2005. PEGylation، نهج ناجح لتوصيل الأدوية. اكتشاف الدواء اليوم، 10(21)، ص1451-1458.