聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）获美国FDA批准用于临床，具有优异的生物相容性、可加工性、无免疫排斥性和良好机械性能，可通过调整丙交酯/乙交酯比例调控降解速率，广泛应用于药物递送、组织工程、细胞培养等生物医学领域。传统PLGA微球制备方法（如乳液-溶剂蒸发法）存在形态与粒径分布不均、实心微球细胞黏附性差、药物突释等问题，且缺乏对制备条件影响微球性能的系统分析。

近期，上海市第四人民医院肿瘤科主任李开春团队联合多单位，以乳酸/乙交酯为原料通过无水无氧开环聚合过程合成PLGA（75:25）共聚物，随后采用双乳液技术制备多孔微球，明确了关键制备参数的最优组合，所得微球粒径均一、孔隙均匀，且降解性与生物相容性表现优异，为细胞载体应用提供了优质材料。相关研究以“Controllable Fabrication of Porous PLGA Microspheres with Adjustable Degradability and Morphology as Cell Carrier”为题目，发表于期刊《Materials Today Communications》。

本文要点：

1、本研究成功优化了多孔PLGA微球的制备工艺，使其具备可调控的降解性与形貌，适用于细胞载体应用。

2、通过无水无氧开环聚合合成PLGA（75:25），采用双乳液技术，以4%碳酸氢钠为成孔剂，在300r/min搅拌速度、2%聚乙烯醇（PVA）外水相浓度下，成功制备出粒径200-250µm、表面孔隙均匀的多孔PLGA微球。

3、性能测试表明，与实心微球相比，该多孔微球降解速率显著提升，28天内pH从7.28降至7.17，且表面形态出现明显坍塌；使用PLGA微球培养的L929细胞存活率超过95%，生物相容性优良，显著促进细胞黏附与增殖。

4、通过优化搅拌速度、外水相浓度、致孔剂浓度及碱处理时间，可有效调控PLGA微球的粒径与孔隙率。该研究成果为制备具有特定生物医学应用所需性能的PLGA微球提供了重要参考。

与传统实心 PLGA 微球相比，本研究制备的多孔 PLGA 微球在性能上有哪些优势？

① 降解性能更优：28 天内多孔微球降解液 pH 从 7.28 降至 7.17，低于实心微球的 7.19，且结构坍塌更明显，降解速率显著提升，可更好地匹配生物体内组织修复周期；

② 生物相容性更强：L929 细胞存活率超 95%，高于传统实心微球，且分级多孔结构（BET 比表面积 49.1342 m²・g⁻¹）与三维曲面显著提升细胞黏附与增殖能力，解决了实心微球表面致密导致的细胞黏附差问题；

③ 应用潜力更大：均匀的孔隙结构可兼顾药物负载与细胞定植需求，适用于组织工程、细胞载体等更广泛的生物医学场景。

图1 PLGA 共聚物的合成反应式

图2 PLGA 的结构表征图。（A）PLGA 的红外光谱图；（B）PLGA 的核磁共振氢谱图

图3 不同搅拌速度和外水相浓度对 PLGA 微球形貌及粒径的影响。搅拌速度分别为（A）250 转/分钟、（B）300 转/分钟；外水相浓度分别为（C）1.5% PVA、（D）2% PVA；（E）250 转/分钟、（F）300 转/分钟搅拌速度下微球的粒径分布图；（G）1.5% PVA、（H）2% PVA 外水相浓度下微球的粒径分布图

图4 不同成孔剂对 PLGA 微球形貌的影响。（A）无成孔剂；（B）3% 碳酸铵；（C）3% 碳酸钠；（D）4% 碳酸钠；（E）5% 碳酸钠；（F）6% 碳酸钠作为成孔剂时多孔微球的表面形貌图；（G）碳酸铵、（H）碳酸钠作为成孔剂时微球的表面孔径分布图

图5 不同碱处理时间对 PLGA 微球形貌的影响。（A）0 分钟；（B）5 分钟；（C）15 分钟；（D）30 分钟碱处理后的微球形貌图；（E）0 分钟、5 分钟、15 分钟、30 分钟表面碱处理后微球的表面孔径分布图；（F）BET 法测定的 PLGA 多孔微球孔径分布图

图6 PLGA 微球的降解形貌及 pH 变化图。PLGA 实心微球降解（A）14 天、（B）28 天后的电镜图；PLGA 多孔微球降解（C）14 天、（D）28 天后的电镜图；（E）28 天内模拟体液中 PLGA 实心微球（黑线）与多孔微球（红线）的 pH 变化趋势；（F）28 天内模拟体液中 PLGA 实心微球（黑线）与多孔微球（红线）的分子量变化趋势

图7 PLGA 微球的生物相容性测试图。（A）PLGA 微球与 L929 细胞共培养 1 天、3 天后的活死细胞染色图（展示细胞活性及增殖情况）；（B）不同浓度（0.1、0.2、0.5、0.8、1.0 毫克/毫升）PLGA 微球与 L929 细胞共培养 24 小时后的细胞存活率（验证微球生物相容性）；（C）L929 细胞与微球共培养 12 小时、24 小时、48 小时后的激光共聚焦成像图

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2025.114520

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