Introduzione del glicole polietilenico (PEG)

Jun 29, 2023

Sintesi del PEG

Il PEG può essere sintetizzato tramite polimerizzazione anionica dell'ossido di etilene e di qualsiasi iniziatore idrossilico. Il gruppo ossidrile potrebbe provenire da acqua, glicole etilenico o qualsiasi diolo. Possono anche essere derivati ​​dall'epossietano mediante polimerizzazione con apertura dell'anello. Solitamente, il processo di polimerizzazione produce una famiglia di molecole PEG con un'ampia distribuzione gaussiana dei pesi molecolari. Il PEG porta solo due gruppi funzionali che limitano la possibilità di un'ulteriore derivatizzazione con altri residui o ligandi mirati. Pertanto, sono disponibili PEG commerciali con diversi gradi di polimerizzazione e gruppi funzionali attivati.

Proprietà PEG

Il PEG deve la sua fama alla sua elevata flessibilità strutturale, biocompatibilità, anfifilia, privo di qualsiasi ostacolo sterico e all'elevata capacità di idratazione. Il PEG è solubile in acqua, etanolo e molti altri solventi organici, come DMF, diclorometano, toluene, acetonitrile, acrilonitrile, ecc. Mostra poca tossicità e può essere eliminato intatto dall'organismo attraverso i reni (per PEG < 30 kDa) o nelle feci (per PEG > 20 kDa). Oltre a ciò, il PEG è anche non irritante e stabile al calore, agli acidi e agli alcali, quindi può essere ampiamente utilizzato in varie applicazioni farmaceutiche.

I prodotti della serie PEG hanno proprietà diverse a seconda dei diversi pesi molecolari (Mw). Dal punto di vista dell'aspetto, i PEG con Mw compreso tra 200 e 700 sono normalmente liquidi a temperatura ambiente, mentre quelli con Mw > 700 cambieranno gradualmente da semisolidi a solidi morbidi (Mw tra 1000~2000) e infine a solidi cristallini duri (Mw > 2000). D'altra parte, all'aumentare del Mw, la solubilità in acqua, la pressione di vapore, l'assorbimento di acqua e la solubilità del PEG nei solventi organici diminuiranno di conseguenza, mentre il punto di congelamento, la densità relativa, il punto di infiammabilità e la viscosità aumenteranno di conseguenza. La tabella seguente elenca brevemente diverse proprietà dei prodotti PEG con diversi Mw.

PEG e derivati ​​PEG

Estere PEG-NHS; PEG-aldeide; PEG-maleimmide; PEG-idrazide; PEG-ammina; PEG-alchino; PEG-azide; PEG-vinilsolfone; PEG-tiolo.

Il PEG, un polimero della struttura portante del polietere, viene sintetizzato mediante polimerizzazione con apertura dell'anello dell'ossido di etilene utilizzando in casi comuni o solitamente metanolo o acqua come iniziatore. La reazione dà prodotti con uno o due gruppi idrossilici della catena terminale chiamati rispettivamente monometossi-PEG (mPEG-OH) o diolo-PEG (HO-PEG-OH) (Fig. 2).

Il gruppo ossidrile solitario nel caso della forma metossi, o i due nel caso del PEG diolo, possono essere modificati per essere reattivi verso diversi gruppi chimici mediante diverse strategie di attivazione. Oggigiorno sono disponibili in commercio numerosi PEG attivati. Questi derivati ​​sono comunemente monofunzionali, sia nella loro struttura lineare che ramificata. Le strutture chimiche di diversi derivati ​​chiave del PEG sono mostrate nella Figura 2. Questi derivati ​​sono principalmente noti con il loro Mw.

Tecnica di PEGilazione

La PEGilazione è definita come l'attacco covalente delle catene di poli(etilenglicole) (PEG) a sostanze bioattive, come nanoparticelle, proteine, peptidi o molecole non peptidiche. Questa tecnologia è emersa gradualmente con i progressi nel campo della biologia e della chimica dei polimeri ed è stata sfruttata per migliorare le applicazioni farmaceutiche di un'ampia gamma di terapie. Al giorno d'oggi, la PEGilazione è diventata l'approccio principale per superare la maggior parte dei limiti dei prodotti biologici e del numero di prodotti PEGilati approvati dalla FDA come enzimi (adenosina deaminasi bovina e urato ossidasi), citochine (interferone-α2a, interferone-α2b), fattori stimolanti le colonie di granulociti, sono in commercio ormoni (epoetina-β), anticorpi e loro frammenti e altre molecole organiche (pegvisomant, pegatinib).

Riferimenti

1.D'souza, AA; Shegokar, R., Polietilenglicole (PEG): un polimero versatile per applicazioni farmaceutiche. Parere degli esperti sulla somministrazione di farmaci 2016, 13 (9), 1257-1275.