• 无规共聚结构: PLGA是通过将乳酸和乙醇酸单体进行无规共聚得到的。这种无序的链结构是其无定形态的根本原因，也使其比纯PLLA或PGA更易于被水分子渗透。
• 可调控的亲疏水性: 乙醇酸(GA)单元比乳酸(LA)单元更亲水（因为它没有疏水性的甲基侧基）。因此，增加GA的含量会使整个共聚物链更亲水，从而加速水分子的渗透和水解速率。

• 可编程的降解行为: 这是PLGA最重要的特性。其降解速率主要由LA:GA比例决定：
  • PLGA 50:50 降解最快，因为其无定形结构和高亲水性GA含量，通常在1-2个月内降解。
  • PLGA 75:25 降解速度中等，通常在4-6个月内降解。
  • PLGA 85:15 降解速度较慢，通常需要6个月以上。
• 本体降解 (Bulk Erosion): PLGA的降解是一种典型的本体降解过程。水分子会渗透到材料的整个基质中，导致整个材料的酯键同时发生断裂。因此，材料的分子量会先于其质量发生显著下降，在降解后期，材料会突然失去力学完整性并崩解。

PLGA本身就是通过共聚进行分子级“共混”的完美范例。其进一步的改性主要是通过与其他聚合物形成嵌段共聚物或物理共混来实现的。

将PLGA作为功能性嵌段，可以构建出先进的纳米药物递送系统。

• PEG-PLGA: 这是纳米医学领域最重要的两亲性嵌段共聚物之一。在水中，它可以自组装形成核-壳结构的胶束或纳米粒。可降解的PLGA疏水内核用于高效包载疏水性药物，而亲水的PEG外壳则提供胶体稳定性和“隐身”功能，延长纳米粒在血液中的循环时间。

通过物理共混，可以进一步微调PLGA的力学性能和降解行为。

• 改善柔韧性: 将PLGA与更柔韧的生物可降解聚合物（如聚己内酯PCL）共混，可以改善其脆性，适用于需要一定柔韧性的组织工程支架。
• 调节药物释放: 在药物制剂中，通过将不同降解速率的PLGA（如50:50和75:25）进行共混，可以实现更复杂的、多阶段的药物释放曲线。
• 添加无机填料: 将羟基磷灰石(HA)等生物活性陶瓷与PLGA共混，可以制备出具有骨传导性的复合材料，用于骨组织工程。

PLGA的核心“保护”功能是作为一种可精确编程的、最终会消失的屏障，用于保护内部的活性药物分子，并控制其释放。

PLGA基质是保护脆弱的生物大分子药物（如蛋白质、多肽、mRNA）免受体内恶劣环境破坏的理想选择。

• 防止酶促降解: 将这些药物封装在PLGA微球或纳米粒中，可以有效地将它们与体内的蛋白酶隔离开来，保护其在到达作用靶点前保持生物活性。

PLGA最重要的功能是作为药物释放的控制屏障。药物的释放过程通常分为三个阶段：

1. 初始突释: 少量吸附在微球表面的药物被快速释放。
2. 扩散与降解期: 药物通过基质中的孔道缓慢扩散，同时聚合物基质开始缓慢水解，分子量下降。这是长效释放的主要阶段。
3. 侵蚀释放期: 当聚合物降解到一定程度后，基质开始崩解，导致剩余的药物被快速释放出来。

通过精确设计PLGA的分子量、LA:GA比例和药物载量，可以精确地控制每个阶段的时长和释放速率，从而实现持续数周至数月的稳定血药浓度。

PLGA是FDA批准的、在人体内应用最广泛、研究最深入的生物可吸收材料，被公认为该领域的“黄金标准”。

• 优异的生物相容性: PLGA及其降解产物（乳酸和乙醇酸）在体内几乎不引起免疫反应或慢性炎症，与组织的相容性极好。
• 完全的生物可吸收性: 植入体内的PLGA器械或载体，最终会通过非酶促水解完全分解为乳酸和乙醇酸。这两种小分子都是人体细胞代谢的正常中间产物，可以进入三羧酸循环，最终被安全地代谢为二氧化碳和水排出体外。这一特性使得植入物无需二次手术取出，并确保了药物载体在释放完药物后能被安全清除。

PLGA的可调控降解特性使其成为制造各种可吸收医疗器械的理想选择，其性能可以精确匹配不同组织的愈合时间。

• 可吸收缝线: PLGA缝线（商品名Vicryl®）是目前世界上使用最广泛的可吸收缝线之一。它结合了PGA的初始强度和PLA的较长支撑时间，其强度维持曲线可以很好地匹配大多数软组织的愈合周期。
• 骨科内固定: PLGA制成的骨钉、骨板和螺钉，其降解速率可以被设计为与骨折的愈合速度相匹配。

这是PLGA在生物医学治疗领域最成功、技术含量最高、附加值最高的应用，它催生了整个“长效注射剂”(Long-Acting Injectable) 市场。

• 微球技术: 通过精密的乳化-溶剂挥发等技术，可以将药物（特别是多肽类，如亮丙瑞林、生长激素）包裹在微米级的PLGA微球中。将这些微球制成混悬液，通过皮下或肌肉注射后，它们在局部形成一个“药物储库”。随着PLGA的缓慢降解，药物被持续、平稳地释放进入血液循环。
• 临床意义: 这项技术已经催生了多个年销售额数十亿美元的重磅药物（如Lupron Depot®, Risperdal Consta®），可以将需要每日注射的慢性病（如前列腺癌、精神分裂症、糖尿病）的给药频率延长至每月一次、每三月一次甚至每六月一次，极大地改善了患者的生活质量和治疗依从性。

PLGA是构建组织工程支架最通用的平台材料。

• 可编程的3D支架: 利用3D打印、静电纺丝等技术，可以将PLGA加工成具有特定孔隙结构和降解速率的支架。支架为细胞提供临时的机械支撑和生长空间，并可以通过共混或表面修饰来负载生长因子。随着新组织的形成，支架会同步降解并被吸收，最终实现组织的“原位再生”。

PLGA的毒理学评估主要集中在其降解过程和产物上。

• PLGA高分子: 医用级的PLGA聚合物本身被认为是高度生物相容、无毒、无致癌性的。
• 降解产物 (乳酸和乙醇酸): 这两种酸都是人体的正常代谢物，通常可以被安全地清除。

尽管总体上非常安全，但在某些特定情况下，PLGA的降解过程可能引发一些不良反应。

• 局部酸性微环境: 这是最主要的担忧。当大量的PLGA（如一个大的植入剂或高剂量的微球）在局部集中降解时，会产生大量的酸性产物。如果这些酸性产物的生成速率超过了周围组织液的缓冲和清除能力，就会导致植入物周围的微环境pH值显著下降。这种酸性环境可能会：
  1. 引起一次性的、无菌性炎症反应。
  2. 加速聚合物自身的降解（酸催化水解），可能导致药物的“剂量倾泻”(dose dumping)。
  3. 影响被包裹的pH敏感性药物的稳定性。

所有医用级PLGA的生产都必须遵循严格的药品生产质量管理规范(GMP)。必须严格控制残留的单体（丙交酯、乙交酯）、齐聚体和催化剂（辛酸亚锡）的含量，因为它们都可能具有细胞毒性。

工业上生产高质量、医用级PLGA的唯一方法，是通过其环状二聚体单体——丙交酯(Lactide)和乙交酯(Glycolide)——的开环共聚 (Ring-Opening Copolymerization) 来实现的。

这是一个“一锅法”的熔融聚合过程：

1. 原料配比: 根据最终产品所需的目标LA:GA比例，精确称量相应摩尔比的L-丙交酯和乙交酯单体。
2. 聚合反应: 将两种单体的混合物、催化剂（最常用的是FDA批准的辛酸亚锡, Sn(Oct)₂）和引发剂（通常是长链醇，用于控制分子量）加入到无水无氧的反应釜中。
3. 熔融聚合: 将反应釜加热到130-190°C，使单体熔化并开始聚合反应。两种单体的环状酯键被打开，并以无规的方式连接到增长的聚合物链上。
4. 纯化: 聚合完成后，将得到的粗产物溶解在特定溶剂（如二氯甲烷）中，然后在不良溶剂（如甲醇或乙醇）中沉淀出来，以去除未反应的单体和催化剂残留。

通过精确控制原料的比例，可以得到具有特定降解速率的PLGA。通过调节单体与引发剂的比例，可以控制最终聚合物的分子量。

• 核磁共振波谱 (¹H-NMR): 这是测定PLGA共聚物组成最核心、最精确、最具决定性的技术。在¹H-NMR谱中，乳酸单元的甲基质子(~1.6 ppm)和次甲基质子(~5.2 ppm)以及乙醇酸单元的亚甲基质子(~4.8 ppm)都有各自独特的、可明确区分的化学位移。通过精确计算乳酸单元特征峰与乙醇酸单元特征峰的积分面积之比，可以直接、准确地确定共聚物中LA与GA的摩尔比。

• 凝胶渗透色谱 (GPC/SEC): 是测定PLGA数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)和多分散指数(PDI)的标准技术。常用的流动相是氯仿或四氢呋喃(THF)。
• 特性粘度 (Intrinsic Viscosity): 在工业质量控制中，常通过测量PLGA在特定溶剂（如氯仿）中的稀溶液粘度来间接表征其分子量的大小。这是药典中规定的常规检测项目。

• 差示扫描量热法 (DSC): 用于精确测量PLGA的玻璃化转变温度(Tg)。Tg是其重要的物理参数，影响其储存稳定性和力学性能。DSC图谱上通常观察不到熔融峰(Tm)，这也证实了其无定形的性质。

体外降解速率是评估和预测PLGA在体内行为的关键指标。标准方法是将PLGA样品（如微球或薄膜）置于37°C的磷酸盐缓冲溶液(PBS, pH=7.4)中，在预设的时间点取样，通过GPC监测其分子量的衰减，并测量缓冲液pH值的变化。

PLGA在表面工程中主要扮演“可编程降解的基底”角色。对其进行表面改性，旨在改善其与生物环境的相互作用，或在其表面构建更复杂的功能。

纯PLGA的表面是疏水的，不利于细胞的快速粘附。常用的改性方法包括：

• 表面水解: 用稀的碱溶液进行短暂处理，在表面生成亲水的羧基和羟基。
• 等离子体处理: 用氧气或氨气等离子体处理，在表面引入极性官能团。

这是PLGA表面工程最重要的应用。通过将PLGA与PEG共聚形成PEG-PLGA嵌段共聚物，本身就是一种最高级的分子级表面工程。

• PEG化 (PEGylation): 在制备纳米粒时，使用PEG-PLGA（或将其与PLGA共混），PEG链段会自发地富集在纳米粒的表面。这层亲水的PEG“冠”可以有效地屏蔽疏水的PLGA内核，从而：
  1. 提供胶体稳定性，防止纳米粒在血液中聚集。
  2. 赋予“隐身”能力，抵抗蛋白质吸附，延长体内循环时间。

为了使PLGA支架或纳米粒具有主动靶向或引导组织再生的能力，需要在其表面固定生物信号分子。

• 主动靶向: 在PEG-PLGA的PEG链末端连接上靶向分子（如抗体、多肽、叶酸），可以引导载药纳米粒特异性地结合到肿瘤细胞表面的受体上，实现主动靶向递送。
• 引导组织再生: 在PLGA组织工程支架表面固定生长因子或细胞粘附肽（如RGD），可以主动地招募和引导干细胞的行为，加速高质量的组织再生。