综述：刺激响应型主链可降解聚合物：合成、应用与未来展望

《ACS Applied Polymer Materials》：Stimuli-Responsive Main-Chain Degradable Polymers: Synthesis, Applications, and Future Perspectives

本综述系统梳理了刺激响应型主链可降解聚合物（MCDPs）的研究进展，重点阐述其合成策略（如自湮灭聚合物SIPs和主链断裂聚合物MCSPs的设计），并探讨其在生物医学及工业领域的创新应用，为开发下一代智能降解材料提供前瞻性视角。

　　

合成策略与聚合物设计

传统可降解聚合物普遍存在降解动力学缓慢、降解产物毒性大以及化学转化困难等局限性，制约了智能降解聚合物支架的构建。为突破这些瓶颈，研究人员致力于开发具有刺激响应特性的主链可降解聚合物（MCDPs）。这类材料主要分为自湮灭聚合物（SIPs）和主链断裂聚合物（MCSPs）两大类。SIPs能够在特定刺激（如光、pH、酶等）触发下发生端基激活，进而引发快速的链式解聚反应，实现近乎定量的单体释放。其分子设计通常包含对刺激敏感的触发单元（trigger unit）以及连接重复单元的可裂解连接键（cleavable linker）。例如，基于邻位二醇或邻位氨基醇结构的聚合物可在氧化应激环境下发生特异性断链。MCSPs则通过在聚合物主链中嵌入对特定刺激敏感的化学键（如缩酮、酯键、偶氮键等），实现主链的定点断裂。这类聚合物的降解行为可通过调节敏感键的类型、密度及分布进行精确调控。

生物医学领域的前沿应用

在药物递送系统中，MCDPs能够响应病灶微环境（如肿瘤组织的低pH、高浓度谷胱甘肽或特异性酶）实现药物的靶向释放。例如，基于硫醇敏感性二硫键的MCSPs可在癌细胞内高浓度谷胱甘肽（GSH）作用下快速降解，释放包封的抗癌药物。在组织工程领域，具有温度或pH响应性的MCDPs可用于构建智能支架，其降解速率能与组织再生过程动态匹配，避免二次手术取出。此外，光响应型MCDPs在光动力疗法和光控药物释放中展现出高时空分辨率，通过特定波长光照即可精准启动降解过程。

工业应用与环境可持续性

Beyond biomedical fields, MCDPs have shown great potential in industrial applications such as smart packaging, self-healing materials, and environmental remediation. For instance, humidity-responsive MCSPs can be used to develop agricultural films that degrade upon contact with soil moisture, reducing plastic pollution. In the electronics industry, photo-degradable polymers serve as sacrificial layers for fabricating microfluidic devices or flexible circuits, enabling precise patterning through selective irradiation.

未来挑战与发展方向

尽管MCDPs研究已取得显著进展，但仍面临多重挑战。首先，需进一步提高降解过程的生物相容性与可控性，尤其是对复杂生物环境中多种刺激协同响应的精准调控。其次，大规模合成具有明确结构的MCDPs仍存在技术瓶颈，需要发展高效、绿色的聚合方法。未来研究应聚焦于开发多功能集成型MCDPs，例如兼具诊断与治疗功能的诊疗一体化平台，或能够响应多重刺激的智能材料系统，以应对更复杂的应用场景。