PLGA

حمض البولي (لاكتيك- كو -جليكوليك) ( PLGA )، أو PLG ( CAS : 26780-50-7 )، هو بوليمر مشترك قابل للتحلل الحيوي ومتوافق حيويًا، يتكون من حمض اللاكتيك وحمض الجليكوليك، ويُستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الطبية الحيوية ومواد هندسة الأنسجة، وهو معتمد من قِبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA). ^{[ 1 ]} يُصنّع PLGA عن طريق البلمرة المشتركة لفتح الحلقة لمونومرين مختلفين : الجليكوليد واللاكتيد ، وهما ثنائيان حلقيان (1،4-ديوكسان-2،5-ديونات) لحمض الجليكوليك وحمض اللاكتيك ، على التوالي. ^{[ 2 ]} برز هذا البوليمر كمنصة لأنظمة توصيل الأدوية المتقدمة، بما في ذلك الجسيمات النانوية، نظرًا لسلوكه القابل للتعديل في التحلل وقدرته على تغليف عوامل علاجية مختلفة. ^{[ 3 ]} تُبرز الأبحاث الحديثة دوره المتزايد في الطب الدقيق والعلاجات الموجهة، وتحديدًا في علاج السرطان وتطبيقات الإطلاق المُتحكم به. ^{[ 4 ]}

يُصنّع بولي (حمض اللاكتيك-كو-جليكوليك) (PLGA) عادةً عن طريق بلمرة فتح الحلقة للدايمرات الحلقية اللاكتيد والجليكوليد، وهي طريقة شائعة الاستخدام لأنها تتيح تحكمًا أفضل في الوزن الجزيئي وتركيب البوليمر المشترك مقارنةً بطرق التكثيف المباشر. ^{[ 2 ]} تشير تقارير أخرى إلى التكثيف المباشر لحمض اللاكتيك وحمض الجليكوليك كطريقة أخرى، إلا أن هذه الطريقة تُنتج مواد ذات وزن جزيئي منخفض، وهي أقل ملاءمة لإنتاج أنواع PLGA عالية الأداء ومضبوطة التركيب. تشمل المحفزات الشائعة 2-إيثيل هكسانوات القصدير (II) والمحفزات العضوية المعدنية ذات الصلة، والتي تُستخدم على نطاق واسع في بلمرة الانصهار نظرًا لنشاطها وتوافرها العملي. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

اعتمادًا على نسبة اللاكتيد إلى الجليكوليد المستخدمة في عملية البلمرة، يمكن الحصول على أشكال مختلفة من بولي (حمض اللاكتيك-كو-جليكوليك) (PLGA). تُحدد هذه الأشكال عادةً بناءً على النسبة المولية للمونومرات المستخدمة (على سبيل المثال، يشير PLGA 75:25 إلى بوليمر مشترك يتكون من 75% حمض اللاكتيك و25% حمض الجليكوليك). تتفاوت بلورية PLGA من غير متبلورة تمامًا إلى متبلورة تمامًا، وذلك تبعًا لبنية الوحدات البنائية والنسبة المولية. يُظهر PLGA عادةً درجة حرارة انتقال زجاجي تتراوح بين 40 و60 درجة مئوية. ^{[ 7 ]} يمكن إذابة PLGA بواسطة مجموعة واسعة من المذيبات ، وذلك تبعًا لتركيبه. يمكن إذابة بوليمرات اللاكتيد الأعلى باستخدام مذيبات مكلورة ، بينما تتطلب المواد ذات نسبة الجليكوليد الأعلى استخدام مذيبات مفلورة مثل سداسي فلورو إيزوبروبانول (HFIP ) . ^{[ 8 ]}

يخضع البوليمر PLGA للتحلل المائي في الجسم لإنتاج المونومرات الأصلية: حمض اللاكتيك وحمض الجليكوليك. هذان المونومران، في الظروف الفسيولوجية الطبيعية، هما نواتج ثانوية لمسارات أيضية مختلفة في الجسم. يُستقلب حمض اللاكتيك في دورة حمض الستريك ويُطرح عبر ثاني أكسيد الكربون والماء . يُستقلب حمض الجليكوليك بالطريقة نفسها، ويُطرح أيضًا عن طريق الكلى. ^{[ 9 ]} يستطيع الجسم أيضًا استقلاب هذين المونومرين، مما ينتج عنه، في حالة حمض الجليكوليك، كميات ضئيلة من حمض الأكساليك السام ، على الرغم من أن الكميات الناتجة عن التطبيقات النموذجية ضئيلة للغاية، كما أن السمية الجهازية المرتبطة باستخدام PLGA في تطبيقات المواد الحيوية تكاد تكون معدومة. ^{[ 10 ]}

يخضع تحلل بولي (حمض اللاكتيك-كو-جليكوليك) (PLGA) بشكل رئيسي للتآكل الداخلي وليس السطحي، لا سيما في الكريات المجهرية والغرسات. يؤدي تغلغل الماء في مصفوفة البوليمر في هذه الأنظمة إلى تحلل متجانس لروابط الإستر، مما ينتج عنه انخفاض تدريجي في الوزن الجزيئي قبل حدوث فقدان ملحوظ في الكتلة. ^{[ 11 ]} وقد ثبت أن الوقت اللازم لتحلل PLGA يرتبط بنسبة المونومرات المستخدمة في الإنتاج: فكلما زاد محتوى وحدات الجليكوليد، قلّ الوقت اللازم للتحلل مقارنةً بالمواد التي تحتوي على اللاكتيد بشكل أساسي. ويُستثنى من هذه القاعدة البوليمر المشترك بنسبة مونومرات 50:50، والذي يُظهر تحللاً أسرع (حوالي شهرين). بالإضافة إلى ذلك، تُظهر البوليمرات ذات النهايات المغطاة بالإسترات (بدلاً من حمض الكربوكسيل الحر ) فترات نصف عمر أطول للتحلل. ^{[ 10 ]} هذه المرونة في التحلل جعلتها ملائمة لتصنيع العديد من الأجهزة الطبية ، مثل الطعوم ، والخيوط الجراحية ، والغرسات ، والأجهزة التعويضية ، وأغشية مانعة للتسرب الجراحية، والجسيمات الدقيقة والنانوية . ^{[ 12 ]}

يتأثر سلوك التحلل أيضًا بعوامل مثل تركيب البوليمر، والوزن الجزيئي، ودرجة الحموضة، والقوة الأيونية، وغيرها. ^{[ 11 ]} عادةً ما تترافق هذه العملية مع تكوّن بيئة حمضية داخل مصفوفة البوليمر نتيجة لتراكم نواتج تحلل حمض اللاكتيك وحمض الجليكوليك، مما قد يُسرّع التحلل الذاتي. يمكن أن يؤدي الانتشار المحدود للمنتجات الثانوية الحمضية إلى تدرجات موضعية في درجة الحموضة وتحلل غير متجانس داخل أنظمة PLGA الأكبر حجمًا. ^{[ 13 ]} هذه التأثيرات مهمة لتطبيقات توصيل الأدوية، مما يؤثر على استقرار الدواء وحركية إطلاقه. ^{[ 8 ]}

يُعتبر البوليمر PLGA عمومًا متوافقًا حيويًا بدرجة عالية. ويعود هذا التوافق الحيوي العالي إلى تركيبه الناتج عن تخمير حمض اللاكتيك وحمض الجليكوليك من السكريات، مما يجعله صديقًا للبيئة وأقل تفاعلًا في الجسم. ^{[ 14 ]} كما يتحلل البوليمر PLGA إلى منتجات غير سامة وغير متفاعلة، مما يجعله مفيدًا للغاية في العديد من التطبيقات الطبية والصيدلانية.

تم اختبار التوافق الحيوي لـ PLGA في كل من التجارب الحيوية والمخبرية. ^{[ 15 ]} يتحدد التوافق الحيوي لهذا البوليمر عمومًا من خلال نواتج تحلله، بالإضافة إلى معدل تحلله. يتحلل PLGA بواسطة إنزيم يُعرف باسم الإستراز ، الذي يُنتج حمض اللاكتيك وحمض الجليكوليك. تخضع هذه الأحماض بعد ذلك لدورة كريبس لتتحلل إلى ثاني أكسيد الكربون ( _CO2 ) والماء ( H2O ) . ^{[ 16 ]} تُزال هذه النواتج الثانوية من الجسم من خلال _التنفس الخلوي وعملية الهضم.

على الرغم من أن النواتج الثانوية لا تتراكم عادةً في الجسم، إلا أن هناك حالات قد تُشكل فيها هذه النواتج (حمض اللاكتيك وحمض الجليكوليك) خطراً على الجسم عند تراكمها بتراكيز موضعية عالية. ^{[ 17 ]} كما قد تتواجد جزيئات صغيرة من البوليمرات أثناء تحللها، مما يُسبب استجابة مناعية من قِبَل الخلايا البلعمية . ويمكن الحد من هذه الآثار الضارة باستخدام تراكيز أقل من البوليمر، بحيث يتم إطلاقه بشكل طبيعي في جميع أنحاء الجسم.

من الأمور الأخرى التي يجب مراعاتها فيما يتعلق بالتوافق الحيوي لمادة PLGA هو موضع زرع البوليمر أو وضعه في الجسم. إذ تختلف الاستجابات المناعية التي قد يُظهرها الجسم تبعًا لموضع وضع البوليمر. فعلى سبيل المثال، في أنظمة توصيل الأدوية، قد تزيد غرسات PLGA وPLA ذات المساحة السطحية الكبيرة وحجم الحقن المنخفض من احتمالية حدوث استجابة مناعية مع تحلل البوليمرات في الجسم. ^{[ 18 ]}

إن قابلية PLGA للتحلل الحيوي تجعله مفيدًا للعديد من التطبيقات الطبية. على سبيل المثال، يمكن تصنيع PLGA بنسبة 75:25 من اللاكتيد إلى الجليكوليد على شكل كريات مجهرية تتحلل عبر التآكل الكلي، حيث يلعب تركيب البوليمر دورًا في سلوك التحلل. وهذا من شأنه أن يسمح بحدوث التحلل في جميع أنحاء البوليمر بالتساوي. ^{[ 8 ]}

يُستخدم بولي (حمض اللاكتيك-كو-جليكوليك) (PLGA) على نطاق واسع في الحقن المصممة لأنظمة التحلل. ويمكن استخدام هذا الشكل في دواء لوبرون ديبوت . ولتحقيق ذلك، يُذاب PLGA في مذيب عضوي قابل للامتزاج بالماء، معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية، لتكوين محلول أو معلق متجانس. عند الحقن، ينتشر المذيب في البيئة المائية المحيطة، مما يؤدي إلى ترسب PLGA وتكوين مستودع صلب. ويُطلق الدواء المُغلف تدريجيًا مع تحلل البوليمر. ^{[ 11 ] [ 19 ]} ومع ذلك، قد تحدث مشكلة أثناء الحقن الأولي، وهي إطلاق الدواء دفعة واحدة بدلًا من إطلاقه تدريجيًا. ^{[ 19 ] [ 8 ]}

تتضمن الأمثلة المحددة لاستخدام قانون PLGA ما يلي:

• غشاء الحاجز الاصطناعي من باوربون: هذا الجهاز عبارة عن غشاء اصطناعي قابل للامتصاص، يُستخدم كبديل لمتعدد رباعي فلورو الإيثيلين (PTFE)، وهو بوليمر اصطناعي يُستخدم غالبًا في زراعة الأسنان والعديد من التطبيقات الأخرى. ^{[ 20 ]} يُستخدم غشاء الحاجز الاصطناعي تحديدًا في زراعة الأسنان، وفي تجديد الأنسجة الموجه (GTR)، وكذلك تجديد العظام الموجه (GBE). ^{[ 21 ]} بعض هذه الأغشية قابلة للتحلل الحيوي، بينما البعض الآخر غير قابل للتحلل، وعادةً ما يرتبط بمضاعفات جراحية أكثر. بشكل عام، تُعد هذه الأغشية مهمة لتوفير التوافق الحيوي، والسلامة الحيوية، ووظيفة الحاجز، والخصائص الميكانيكية للزرعة. كما أنها عادةً ما تكون نشطة حيويًا، مما يُعزز تجديد الأنسجة حول موقع الزرع.
• مستودع ليوبرون: هو جهاز لإيصال الدواء يُستخدم لعلاج سرطان البروستاتا، وقد استُخدم أيضًا لعلاج أنواع أخرى من السرطانات المشابهة. يُعرف أيضًا باسم ليوبروريلين أو ليوبروليد. يُستخدم بولي (حمض اللاكتيك-كو-جليكوليك) (PLGA) كمكون رئيسي في هذا الدواء، على شكل جزيئات دقيقة، لإيصال الدواء إلى الجسم على مدى فترة تتراوح من أسبوع إلى ستة أشهر. ^{[ 22 ]} يُستخدم هذا الدواء عادةً كبديل للعلاج الإشعاعي ، ويُعتبر فعالًا للغاية لأنه يُقلل من مستويات هرمون التستوستيرون في الجسم، مما يُبطئ من آثار السرطان. ^{[ 23 ]} لهذا الدواء العديد من الآثار الجانبية، بما في ذلك ضمور العضلات، والهبات الساخنة، والإرهاق، وهشاشة العظام ، ونمو أنسجة الثدي، وغيرها الكثير.
• التطعيم الوقائي: يشير هذا المصطلح إلى الرعاية الصحية الوقائية التي تهدف إلى منع العدوى أو الأمراض الأخرى. ومن الأمثلة على التطعيم الوقائي باستخدام مادة PLGA، استخدام المضاد الحيوي فانكومايسين ، الذي يُحقن عادةً بعد جراحة الدماغ للوقاية من العدوى البكتيرية، بما في ذلك المكورات العنقودية الذهبية . ^{[ 24 ]}
• دعامات الأسنان وتجديد العظام: تم استخدام مادة PLGA في تطبيقات طب اللثة والأسنان، وتحديداً الدعامات والأغشية الحاجزة لتجديد العظام والأنسجة. ^{[ 25 ]}
• العلاج المناعي للسرطان: برزت مادة PLGA كمنصة لتعديل البيئة الدقيقة للأورام. من خلال تغليف أو ربط الأدوية (مثل دوكسوروبيسين ) بمادة PLGA، يسعى الباحثون إلى التغلب على مقاومة الأدوية وتقليل السمية الخلوية مقارنةً بإطلاق الأدوية الحرة. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

• بولي كابرولاكتون
• بولي جليكوليد
• مركبات البوليمر والأدوية
• حمض البوليلاكتيك
• بولي-3-هيدروكسي بوتيرات

• الوسائط المتعلقة بـ PLGA على ويكيميديا ​​كومنز