mPEG-DSPE ถูกใช้เป็นสารช่วยกระจายตัวในระบบส่งยาแบบนาโน โดยเฉพาะในลิปโซมและไมเซลล์ ซึ่งช่วยเพิ่มความคงตัวของอนุภาคในกระแสเลือดและลดการถูกกำจัดโดยระบบภูมิคุ้มกัน ทำให้ยาสามารถไปถึงเป้าหมายได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น นิยมใช้ในยาเคมีบำบัด วัคซีน และระบบส่งยานิวคลีอิกแอซิด นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายของยาที่ละลายน้ำได้ยาก และสามารถปรับผิวของอนุภาคให้เหมาะสมกับการส่งยาเฉพาะจุด เช่น ในเนื้องอก