PEI-PCL纳米颗粒组织穿透不足？粒径与表面电荷怎么优化？

PEI-PCL纳米颗粒组织穿透不足？粒径与表面电荷怎么优化？

一、PEI-PCL纳米颗粒组织穿透不足的原因及优化方法

PEI-PCL是一种由聚乙烯亚胺（PEI）与聚己内酯（PCL）组成的功能化聚合物材料，兼具PEI的阳离子特征和PCL的疏水性，可用于疏水性药物包封、蛋白吸附及功能化纳米颗粒制备。在肝纤维化等细胞外基质（ECM）大量沉积的组织中，过量I型胶原蛋白会形成致密屏障，限制纳米颗粒向深层组织扩散，降低药物向肝星状细胞（HSCs）的递送效率。

提高PEI-PCL纳米颗粒的组织穿透能力，应重点优化颗粒粒径、表面Zeta电位、聚合物组成及外层功能化结构。粒径过大可能增加胶原网络中的扩散阻力，而表面正电荷过高则容易与带负电的ECM成分发生非特异性相互作用，造成颗粒在组织外围滞留。因此，单纯减小粒径或提高PEI含量并不一定能够改善组织穿透效果。

实验中可将80–100 nm、100–150 nm和150–200 nm作为初步粒径筛选区间，通过调整PEI-PCL浓度、药物投料比例、乳化条件及表面包覆工艺控制颗粒大小。对于表面电荷优化，可通过透明质酸（HA）包覆降低PEI-PCL裸颗粒的正电性，并结合HA与PEI-PCL质量比变化评价Zeta电位、粒径及胶体稳定性。上述粒径区间属于建议实验梯度，并非论文确定的最佳参数。

针对胶原沉积严重的纤维化组织，还可通过I型胶原酶（COL）表面功能化促进ECM降解，并利用HA与CD44受体的相互作用提高活化HSCs的靶向摄取能力。实验中应结合DLS、PDI、Zeta电位、胶原凝胶穿透实验、共聚焦显微镜及细胞摄取检测，综合判断纳米颗粒的组织穿透效率与递送性能。

二、PEI-PCL材料及组织穿透型纳米载体定制

西安瑞禧生物提供PEI-PCL及相关功能化聚合物材料，可围绕PEI-PCL分子量、聚合物组成、纳米颗粒粒径、表面电荷及药物负载需求开展科研定制，适用于肝纤维化药物递送、细胞外基质穿透及靶向聚合物纳米载体研究。

针对PEI-PCL纳米颗粒组织穿透不足的问题，西安瑞禧生物可结合不同聚合物规格与纳米颗粒制备工艺，开展粒径分布、表面Zeta电位及载药性能优化。对于需要降低表面正电荷的体系，可通过透明质酸包覆及功能化聚合物复合设计，调整颗粒表面性质，并结合不同HA与PEI-PCL比例评价纳米颗粒稳定性和细胞摄取性能。

对于需要同时实现ECM穿透和靶向药物递送的项目，还可围绕胶原酶表面负载、疏水性药物包封、HA靶向修饰及荧光示踪开展纳米载体定制，支持普罗布考（Probucol，PRB）等疏水性药物的聚合物纳米颗粒制备与性能评价。

三、真实科研文献及西安瑞禧生物供货记录

2024年，Xiaowei Wang、Wenjun Zhang、Sheng Zeng等研究人员在《Acta Biomaterialia》第175卷发表题为Collagenase Type I and Probucol-Loaded Nanoparticles Penetrate the Extracellular Matrix to Target Hepatic Stellate Cells for Hepatic Fibrosis Therapy的研究论文，报道了一种基于PEI-PCL的透明质酸包覆纳米颗粒体系，用于突破肝纤维化组织ECM屏障并靶向递送药物至活化肝星状细胞。

论文在Materials部分明确记载，实验使用的PEI-PCL（Mn = 5000）由西安瑞禧生物提供。该材料作为纳米载体基础聚合物，通过PCL疏水链段负载普罗布考，并利用PEI带电基团与I型胶原酶发生静电相互作用，进一步通过HA表面包覆构建多功能纳米递送体系。

研究人员采用乳化与静电吸附相结合的方法制备聚合物纳米颗粒，通过调节HA与PEI-PCL的质量比例控制颗粒表面电荷。实验发现，随着HA与PEI-PCL质量比增加，纳米颗粒Zeta电位逐渐降低，最终选择HA与PEI-PCL质量比4:1作为后续纳米颗粒制备的配方条件。这一结果说明，HA包覆比例能够有效影响PEI-PCL纳米颗粒的表面电荷，为改善颗粒分散稳定性与界面性质提供了实验依据。

在此基础上，研究人员构建了HA包覆、同时负载普罗布考与I型胶原酶的HA@PRB/COL NPs。该体系利用胶原酶降解纤维化组织中过量沉积的I型胶原蛋白，改善纳米颗粒在致密ECM中的穿透能力，同时通过HA与CD44受体结合促进活化HSCs摄取。进入细胞后，普罗布考发挥抑制自噬及降低ROS相关作用，从而减轻HSCs活化。

研究通过CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型评价纳米颗粒的体内递送效果。结果显示，HA@PRB/COL NPs能够增强纤维化肝组织中的胶原屏障穿透与HSCs靶向递送，并通过抑制HSCs自噬及活化改善肝纤维化相关表现。该研究说明，PEI-PCL与HA表面修饰、胶原酶负载及疏水性药物包封相结合，可用于构建具有ECM穿透功能的靶向聚合物纳米载体。

上述研究明确展示了西安瑞禧生物提供的PEI-PCL（Mn = 5000）在肝纤维化纳米药物递送体系中的实际应用。其中HA与PEI-PCL质量比4:1为论文明确记录的配方优化结果，但不能将其直接视为所有PEI-PCL纳米颗粒的通用最佳比例。

四、西安瑞禧生物PEI-PCL及组织穿透型纳米载体定制能力

西安瑞禧生物围绕PEI-PCL、功能化PCL及其他聚合物纳米材料提供科研定制支持，可根据药物性质、目标粒径、表面电荷及组织递送需求，调整聚合物分子量、纳米颗粒制备条件及外层功能修饰结构，支持疏水性药物负载、蛋白功能化与靶向纳米颗粒制备。

在纳米颗粒制备与检测方面，可围绕PEI-PCL组成、药物负载量、HA包覆比例及胶原酶修饰条件开展配方设计，并结合NMR、FTIR、GPC、HPLC等适用方法进行材料结构与纯度分析。对于纳米载体，可通过DLS、PDI、Zeta电位、TEM、药物包封率及体外释放实验评价颗粒质量，同时结合荧光示踪、胶原凝胶穿透和细胞摄取实验分析载体递送性能。

针对肝纤维化及其他ECM沉积较多的组织递送研究，还可开展透明质酸表面包覆、胶原酶负载、Cy5和Cy7荧光标记、靶向配体偶联及不同粒径聚合物纳米颗粒制备，为组织穿透能力和细胞靶向效率优化提供材料支持。

相关产品包括PEI-PCL、PEI-PCL5000、PEI-PEG、PCL-PEG、PCL-PEG-MAL、PCL-PEG-NH2、PCL-PEG-COOH、PLGA-PEG、PLGA-PEG-MAL、PLGA-PEG-NH2、PLGA-PEG-COOH、HA-SH、HA-NH2、HA-PEG及其他功能化聚合物材料。

五、参考文献

Wang X, Zhang W, Zeng S, Wang L, Wang B. Collagenase Type I and Probucol-Loaded Nanoparticles Penetrate the Extracellular Matrix to Target Hepatic Stellate Cells for Hepatic Fibrosis Therapy. Acta Biomaterialia, 2024, 175: 262–278.