CN114933677A - 一种基于润滑、pH响应性的环刷状两性离子聚合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明中公开了一种基于润滑、pH响应性的环刷状两性离子聚合物，同时公开了环刷状两性离子聚合物的制备方法和在骨关节炎治疗中的应用。本发明中的环刷状两性离子聚合物以环状c‑P(HEMA)50为疏水内核提供增加的胶体稳定性和更高的药物包封，以亲水的N,N‑二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)和两性离子聚磺酸甜菜碱(SBMA)为刷提供增强的润滑能力，同时提供pH响应性抗炎药(地塞米松(Dex))在关节炎症部位的特异性释放，从而延缓早期关节疾病的进展。

Description

一种基于润滑、pH响应性的环刷状两性离子聚合物及其制备 方法和应用
技术领域
本发明涉及生物医用高分子领域，尤其涉及一种基于润滑、pH响应性的环刷状两性离子聚合物及其制备方法和应用。
背景技术
众所周知，骨关节炎(OA)是一种严重影响人类健康的退行性关节疾病。OA已被认为是一种与摩擦高度相关的疾病，可引发关节软骨退化、滑膜炎炎症、软骨下骨损伤等关节疾病。近年来，通过较少关节面的摩擦已成为早期OA治疗的常用手段，如口服消炎药或增强关节润滑来减轻关节炎症。然而，长期服用消炎药可能会导致一系列副作用。因此，发展一种具有可控药物释放和增强润滑的新型可注射生物医用材料来抑制早期OA的进展是至关重要的。
在自然界中，健康关节的关节软骨具有极好的超润滑特性。基于关节软骨的超润滑特性，Klein等人提出了水化润滑机制，即通过生物大分子与两性离子聚合物在软骨表面形成润滑边界层。两性离子聚合物是指在同一单体残基上由亲水的阴离子和阳离子基团组成，且具有相同的正负电荷总数，其独特的物理化学性质在实现超低界面摩擦方面发挥了重要作用，已被普遍用于通过水合润滑机制来增强润滑和减少关节摩擦。
但是现有的两性离子聚合物材料在胶体稳定性、pH控释能力以及润滑性能上还存在很多不足，因此需要提供一种新型两性离子聚合物材料来解决这一问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的用于骨关节炎治疗的两性离子聚合物在胶体稳定性、pH控释能力以及润滑性能上较差的问题，提供一种基于润滑、pH响应性的环刷状两性离子聚合物，并同时提供其制备方法，可用于早期骨关节炎的治疗，兼具高稳定性、高载药量、pH可控药物释放和优异的抗炎性能，在治疗骨关节炎等生物医药领域具有广阔的应用前景。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种基于润滑、pH响应性的环刷状两性离子聚合物，其化学式为cb-P(HEMA-g-P(DMAEMA-st-SBMA))，式中HEMA为甲基丙烯酸羟乙酯；DMAEMA为N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯；SBMA为聚磺酸甜菜碱；
其结构式如式Ι所示：
Figure BDA0003630547940000021
本发明同时提供上述环刷状两性离子聚合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体，2-溴异丁酸丙炔酯(alkyne-Br)为引发剂，2，2′-联吡啶(bpy)和溴化亚铜(CuBr)为催化剂经ATRP法合成线性聚合物l-P(HEMA)50-Br；
S2、以S1中的l-P(HEMA)50-Br和叠氮化钠(NaN3)通过取代反应合成线性前体l-P(HEMA)50-N3；
S3、以S2中的线性前体l-P(HEMA)50-N3和N,N,N',N",N"-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)及CuBr通过点击反应合成环状聚合物c-P(HEMA)50；
S4、以S3中的c-P(HEMA)50和2-溴代异丁酰溴通过酯化反应合成环状大分子引发剂c-P(HEMA50-Br)；
S5、以N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)和聚磺酸甜菜碱(SBMA)为单体，S4中的c-P(HEMA50-Br)为大分子引发剂，2，2′-联吡啶(bpy)和溴化亚铜(CuBr)为催化剂经ATRP法合成cb-P(HEMA-g-P(DMAEMA-st-SBMA))。
优选地，所述S1中2-溴异丁酸丙炔酯(alkyne-Br，)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA,)、2，2′-联吡啶(bpy)和溴化亚铜(CuBr)的摩尔比为1:50:2:1。
优选地，所述S2中l-P(HEMA)50-Br)和叠氮化钠(NaN3)的摩尔比为1:20。
优选地，所述S3中l-P(HEMA)50-N3、N,N,N',N",N"-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和CuBr的摩尔比为1:20:20。
优选地，所述S4中c-P(HEMA)50和2-溴代异丁酰溴的摩尔比为1:10。
优选地，所述S5中N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)、聚磺酸甜菜碱(SBMA)、c-P(HEMA50-Br)、2，2′-联吡啶(bpy)和溴化亚铜(CuBr)的摩尔比为80:60:1:2:1。
本发明还提供上述环刷状两性离子聚合物在骨关节炎治疗中的应用。
本发明所具有的有益效果：本发明中通过环状拓扑结构增加的稳定性和更大的空间位阻以及两性离子聚合物的水合润滑特性，使得环刷状两性离子聚合物兼具高稳定性、高载药量、pH可控药物释放和优异的抗炎性能，在治疗骨关节炎等生物医药领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1中环状聚合物c-P(HEMA)50的合成示意图。
图2为实施例1中环刷状聚合物cb-P(HEMA-g-P(DMAEMA-st-SBMA))的合成示意图。
图3为实施例1中线性聚合物l-P(HEMA)50-Br和环状聚合物c-P(HEMA)50的核磁氢谱图。
图4为实施例1中线性聚合物l-P(HEMA)50-Br和环状聚合物c-P(HEMA)50的SEC淋洗曲线。
图5为实施例1中环状大分子引发剂c-P(HEMA-Br)50和环刷状聚合物cb-P(HEMA-g-P(DMAEMA-st-SBMA))(cb-PHDS)的核磁氢谱图。
图6为实施例2中pH响应性环刷状聚合物胶束(cb-PHDS)的DLS图。
图7为实施例3中pH响应性环刷状聚合物(cb-PHDS)的体外药物释放曲线。
图8为实施例4中地塞米松、线性聚合物、环状聚合物与pH响应性环刷状聚合物空载与药载胶束对L929细胞的体外细胞毒性。
图9为实施例5中地塞米松、线性前体、环状聚合物与pH响应性环刷状聚合物空载与药载胶束对L929细胞的激光共聚焦显微成像。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1环刷状两性离子聚合物的制备
(1)合成线性聚合物l-P(HEMA)50-Br：
将小分子引发剂2-溴异丁酸丙炔酯(alkyne-Br，48.38mg)，甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA,1.44mL)和2，2′-联吡啶(bpy,73.10mg)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和异丙醇(IPA)的混合溶液中，待完全溶解后，将混合溶液转移至25mL聚合反应管中，进行三次冷冻-抽气-解冻循环后，在氮气保护下，将与小分子引发剂等当量的溴化亚铜(CuBr，33.98mg)迅速用纸筒加入到聚合反应管底部，继续进行三次冻抽循环。将聚合管放入65℃预热的油浴锅中，搅拌反应30min后，打开聚合管，使其与空气接触淬灭反应，并加入DMF溶液稀释粘稠的深棕色反应物。然后将反应混合溶液滴加至过量的冰乙醚沉淀出粗产物，进一步用截留分子量为3.5kDa的透析袋对水透析48h，以保证产物中没有铜催化剂和未反应的单体残留，最后冷冻得到白色固体产物l-P(HEMA)50-Br。
(2)合成线性前体l-P(HEMA)50-N3：
在装有磁子的25mL圆底烧瓶中分别加入准确称取的l-P(HEMA)50-Br(800mg)和20倍当量的叠氮化钠(NaN3，154.94mg)，将其溶于10mL DMF中，反应混合物在45℃的油浴中搅拌48h。反应结束后，将反应液直接转移到截留分子量为3.5kDa的透析袋中，对蒸馏水透析48h，以去除残留的钠盐，最后冷冻干燥得到白色固体l-P(HEMA)50-N3。
(3)合成环状聚合物c-P(HEMA)50：
在高稀释条件下由l-P(HEMA)50-N3发生分子内CuAAC催化的点击反应。具体步骤为：在装有磁子的500mL三颈瓶中加入450mL DMF，接入冷凝回流装置，油浴升温至100℃，向DMF溶液中持续通入高纯氮气鼓泡除氧1h，然后向三颈瓶中依次加入20倍当量N,N,N',N",N"-五甲基二乙烯三胺(PMDETA，187.68μL)和CuBr(128.94mg)。与此同时，用10mL DMF溶解300mg线性前体，小流速通入氮气鼓泡1h。接着，将除去氧气的l-P(HEMA)50-N3溶液以0.4mL/h的速度用注射泵缓慢注入CuBr/PMDETA催化体系，注射25h后，继续在100℃反应24h。反应结束后，待反应溶液冷却至室温后，在80℃旋蒸除去大量的DMF，旋蒸后的溶液转移到截留分子量为3.5kDa的透析袋对水透析。冷冻干燥得到白色絮状环状聚合物c-P(HEMA)50。
上述(1)、(2)和(3)的化学反应过程如附图1所示；线性聚合物l-P(HEMA)50-Br和环状聚合物c-P(HEMA)50的核磁氢谱如附图3所示；线性聚合物l-P(HEMA)50-Br、线性前体l-P(HEMA)50-N3和环状聚合物c-P(HEMA)50的SEC淋洗曲线如附图4所示。
(4)合成环状大分子引发剂c-P(HEMA-Br)50：
将100mg环状聚合物(c-P(HEMA)50)固体溶解在4mL无水DMF中，冰水浴搅拌，并持续通入氮气，接着在反应混合物中逐滴加入324μL 2-溴代异丁酰溴，滴加完成后继续置于0℃下搅拌1h，然后在室温下搅拌24h。待反应结束后，用过量的冰乙醚对产物进行沉淀。得到的固体残余物用2mL DMF溶解，并转移到截留分子量为3.5kDa的透析袋对水透析48h。将透析液冷冻干燥得到白色固体粉末c-P(HEMA50-Br)。
(5)合成pH响应性环刷状聚合物
将大分子引发剂c-P(HEMA50-Br)(3.5mg)，N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA,157.21mg)和聚磺酸甜菜碱(SBMA,207.5mg)和2，2′-联吡啶(bpy,3.872mg)溶于三氟乙醇，待完全溶解后，将混合溶液转移至25mL聚合反应管中，进行三次冷冻-抽气-解冻循环后，在氮气保护下，将与引发剂等当量的溴化亚铜(CuBr，1.77mg)迅速用纸筒加入到聚合反应管底部，继续进行三次冻抽循环。将聚合管放入60℃预热的油浴锅中，搅拌反应3h后，打开聚合管，使其与空气接触淬灭反应。然后将反应混合溶液滴加至过量的冰乙醚沉淀出粗产物，进一步用截留分子量为3.5kDa的透析袋对水透析48h，以保证产物中没有铜催化剂和未反应的单体残留，最后冷冻得到白色蓬松固体产物cb-P(HEMA-g-P(DMAEMA-st-SBMA))(cb-PHDS)。
上述(4)和(5)的化学反应过程如附图2所示；环状大分子引发剂c-P(HEMA-Br)50和环刷状聚合物cb-P(HEMA-g-P(DMAEMA-st-SBMA))的核磁氢谱如附图5所示。
实施例2 pH响应性环刷状聚合物胶束的制备
将实施例1中制备的环刷状聚合物cb-P(HEMA-g-P(DMAEMA-st-SBMA))溶于超纯水，加入DMF溶液，配制成浓度为1.0mg/mL的溶液。然后将聚合物溶液用截留分子量3500Da的透析袋对水透析48h，收集环刷状聚合物胶束溶液。
采用同样的方法制备pH＝7.4的环刷状聚合物胶束溶液。
本实施例制备的pH响应性环刷状聚合物胶束的DLS图如附图6所示，图6中的DLS曲线分别是环刷状聚合物在1.0mg/mL(cb-PHDS-H2O-1.0mg/mL)和0.5mg/mL(cb-PHDS-H2O-0.5mg/mL)的水相以及PH＝7.4的磷酸盐溶液(cb-PHDS-PBS)中的粒径分布。由于其在不同浓度、不同介质中的粒径几乎不发生变化，证实了本实施例中的pH响应性环刷状聚合物胶束具有良好的胶体稳定性，适宜于作为药物载体，进行体内外治疗。
实施例3pH响应性环刷状聚合物体外载药与药物释放实验
首先将6mg地塞米松(Dex)溶解在2mL DMF中，并在黑暗环境下搅拌过夜。将30mg实施例1中制备的环刷状聚合物cb-P(HEMA-g-P(DMAEMA-st-SBMA))用去离子水溶解，并加入到上述Dex溶液中，在室温黑暗条件下搅拌1h以实现药物封装。为了去除DMF和未装载的Dex，将上述溶液转移到透析袋中，对超纯水透析24h，透析结束，再用冻干法收集得到环刷状聚合物载药胶束。按照上述方法同时制备线性聚合物l-P(HEMA)50-Br和环状聚合物c-P(HEMA)50的冻干聚合物载药胶束，线性聚合物l-P(HEMA)50-Br和环状聚合物c-P(HEMA)50由实施例1制备得到。
分别称取上述三种冻干载药胶束1mg，溶于1mL磷酸盐缓冲液(PBS，pH＝7.4，150mM)中，使用紫外/可见分光光度计(UV-vis)测定载药胶束在最大吸收波长(223nm)处的吸光度，根据Dex在pH 7.4的缓冲溶液中的标准曲线计算求得聚合物载药胶束的载药量(DLC)和包封率(EE)，如表1所示。
表1聚合物载药胶束的DLC和EE
Figure BDA0003630547940000071
DLC和EE的计算公式如下：
Figure BDA0003630547940000072
Figure BDA0003630547940000073
体外药物释放研究分别在磷酸盐(PBS，pH＝7.4，150mM)和柠檬酸钠和(SSC，pH＝5.5，150mM)两种缓冲溶液中进行。将冻干的环刷状聚合物载药胶束(cb-PHDS)重新分散于两种介质中，制备浓度为0.5mg/mL的载药胶束溶液。取1mL上述溶液转移至透析袋(MWCO＝3.5kDa)，然后将透析袋浸没到含25mL不同pH释放介质的100mL离心管中，两种介质各做4个平行样。离心管被放在摇床里，恒温37℃，搅拌速度120rpm。依次在0.5、1、2、4、6、8、12、24、48、72、96和120h分别取3mL管中释放液，每次补充等量新鲜液。通过UV-vis测定在不同时间点所取溶液的吸光度，利用标准曲线求出不同时间点Dex的释放量，从而绘制出不同pH条件下(pH＝7.4和pH＝5.5)环刷状聚合物载药胶束(cb-PHDS)的体外药物释放曲线(如附图7所示)。
实施例4聚合物胶束的体外细胞毒性试验
本实施例中通过MTS法研究聚合物空白胶束及载药胶束对L929(小鼠成纤维细胞)细胞的体外细胞毒性。具体步骤为：
(1)首先将聚合物胶束溶于水，配成母液，逐渐稀释为一系列浓度的聚合物样品，将其接种在OptiMEM培养基上。
(2)将细胞铺在细胞密度为2000个/孔的96孔板上，在37℃、5％CO2的培养基中培养24h，然后用PBS缓冲溶液洗涤细胞，接着将100μL预先接种好的样品加入到上述培养基中，在37℃下继续培养4h，培养后的细胞用PBS缓冲溶液再次洗涤，并加入新鲜的培养液，将细胞继续培养24h，最后在每个孔板上再加入20μLMTS试剂，在上述培养箱中继续培养细胞3h。
(3)细胞存活率是通过Tecan Safire2酶标仪测量计算每个孔在450nm处的吸光度。
按照上述方法检测地塞米松(Dex)、线性前体、环状聚合物与pH响应性环刷状聚合物空载与药载胶束对L929(小鼠成纤维细胞)细胞的体外细胞毒性。
实验结果如附图8所示，其中，地塞米松(标记为Dex)、线性前体空载胶束(标记为l-pHEMA或L)、线性前体药载胶束(标记为l-pHEMA@Dex或L@Dex)、环状聚合物空载胶束(标记为c-pHEMA或C)、环状聚合物药载胶束(标记为c-pHEMA@Dex或C@Dex)、pH响应性环刷状聚合物药载胶束(标记为cb-PHDS@Dex)。
实施例5聚合物胶束对L929细胞形态染色实验
本实施例以L929细胞作为细胞模型，通过荧光显微镜法测定聚合物胶束的细胞内吞行为。首先准备灭菌的96孔板，接着将L929细胞以每孔细胞数为2000的数量接种在上述孔板，加入1mL完全生长培养基培养细胞，保持其在37℃、5％CO2培养条件中培养24h，然后取出培养基，分别将用培养基制备的游离Dex胶束和聚合物胶束加入到对应的孔中，在培养箱中继续培养24h后，移除胶束溶液，将细胞用PBS缓冲溶液洗3次，在室温下用4％的多聚甲醛(PFA)溶液固定20分钟，用PBS缓冲溶液洗5次，用0.1％的triton处理五分钟，PBS洗5次，加入罗丹明标记鬼笔环肽(TRITC Phalloidin)，30min中后用PBS洗5次，最后用DAPI对细胞核反染10分钟，PBS洗5次，通过荧光显微镜观察聚合物胶束是否成功进入细胞。
按照上述实验方法测定地塞米松、线性前体、环状聚合物与pH响应性环刷状聚合物空载与药载的细胞内吞行为，其激光共聚焦显微成像如附图9所示，其中地塞米松(标记为Dex)、线性前体空载胶束(标记为L)、线性前体药载胶束(标记为L@Dex)、环状聚合物空载胶束(标记为C)、环状聚合物药载胶束(标记为C@Dex)、pH响应性环刷状聚合物空载胶束(标记为cb-PHDS)、pH响应性环刷状聚合物药载胶束(标记为cb-PHDS@Dex)。
本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于润滑、pH响应性的环刷状两性离子聚合物，其特征在于，其化学式为cb-P(HEMA-g-P(DMAEMA-st-SBMA))，式中HEMA为甲基丙烯酸羟乙酯；DMAEMA为N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯；SBMA为聚磺酸甜菜碱；
其结构式如式Ι所示：
Figure FDA0003630547930000011
2.一种基于润滑、pH响应性的环刷状两性离子聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体，2-溴异丁酸丙炔酯(alkyne-Br)为引发剂，2，2′-联吡啶(bpy)和溴化亚铜(CuBr)为催化剂经ATRP法合成线性聚合物l-P(HEMA)50-Br；
S2、以S1中的l-P(HEMA)50-Br和叠氮化钠(NaN3)通过取代反应合成线性前体l-P(HEMA)50-N3；
S3、以S2中的线性前体l-P(HEMA)50-N3和N,N,N',N",N"-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)及CuBr通过点击反应合成环状聚合物c-P(HEMA)50；
S4、以S3中的c-P(HEMA)50和2-溴代异丁酰溴通过酯化反应合成环状大分子引发剂c-P(HEMA50-Br)；
S5、以N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)和聚磺酸甜菜碱(SBMA)为单体，S4中的c-P(HEMA50-Br)为大分子引发剂，2，2′-联吡啶(bpy)和溴化亚铜(CuBr)为催化剂经ATRP法合成cb-P(HEMA-g-P(DMAEMA-st-SBMA))。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S1中2-溴异丁酸丙炔酯(alkyne-Br，)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA,)、2，2′-联吡啶(bpy)和溴化亚铜(CuBr)的摩尔比为1:50:2:1。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S2中l-P(HEMA)50-Br)和叠氮化钠(NaN3)的摩尔比为1:20。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S3中l-P(HEMA)50-N3、N,N,N',N",N"-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和CuBr的摩尔比为1:20:20。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S4中c-P(HEMA)50和2-溴代异丁酰溴的摩尔比为1:10。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S5中N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)、聚磺酸甜菜碱(SBMA)、c-P(HEMA50-Br)、2，2′-联吡啶(bpy)和溴化亚铜(CuBr)的摩尔比为80:60:1:2:1。
8.如权利要求1所述的基于润滑、pH响应性的环刷状两性离子聚合物在骨关节炎治疗中的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116036311A (zh) * 2023-02-17 2023-05-02 四川大学 自适应热疗超分子材料及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007034042A2 (fr) * 2005-09-23 2007-03-29 Chanel Parfums Beaute Extrait de vanilla planifolia, son procede d’obtention, et composition cosmetique ou dermatologique le contenant
CN105968373A (zh) * 2016-05-16 2016-09-28 四川大学 一种含两性离子的多重酸敏感抗肿瘤载药胶束及其制备方法和应用
CN106467591A (zh) * 2016-09-06 2017-03-01 常州大学 一种含多环及线性链段的环状聚合物的合成方法
CN110251736A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 南京理工大学 两性离子聚合物刷润滑剂及其制备方法
US20210147583A1 (en) * 2018-06-28 2021-05-20 South China University Of Technology Hyaluronic Acid-Based Zwitterionic Polymer Brush, Preparation Method Thereof, and Use Thereof
CN113667066A (zh) * 2021-09-17 2021-11-19 西北工业大学 一种刷状微凝胶类水润滑添加剂及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007034042A2 (fr) * 2005-09-23 2007-03-29 Chanel Parfums Beaute Extrait de vanilla planifolia, son procede d’obtention, et composition cosmetique ou dermatologique le contenant
CN105968373A (zh) * 2016-05-16 2016-09-28 四川大学 一种含两性离子的多重酸敏感抗肿瘤载药胶束及其制备方法和应用
CN106467591A (zh) * 2016-09-06 2017-03-01 常州大学 一种含多环及线性链段的环状聚合物的合成方法
US20210147583A1 (en) * 2018-06-28 2021-05-20 South China University Of Technology Hyaluronic Acid-Based Zwitterionic Polymer Brush, Preparation Method Thereof, and Use Thereof
CN110251736A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 南京理工大学 两性离子聚合物刷润滑剂及其制备方法
CN113667066A (zh) * 2021-09-17 2021-11-19 西北工业大学 一种刷状微凝胶类水润滑添加剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YE, Q等: "Grafting Robust Thick Zwitterionic Polymer Brushes via Subsurface-Initiated Ring-Opening Metathesis Polymerization for Antimicrobial and Anti-Biofouling", 《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES》 *
涂晓燕等: "核-壳-冠结构两亲性环状刷形共聚物的合成及自组装", 《高分子材料科学与工程》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116036311A (zh) * 2023-02-17 2023-05-02 四川大学 自适应热疗超分子材料及其应用
CN116036311B (zh) * 2023-02-17 2024-01-30 四川大学 自适应热疗超分子材料及其应用

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