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丙烯酰氧乙氨基聚琥珀酰亚胺交联温敏性水凝胶的合成

作　者: 李忠珍
导　师: 于跃芹
学　校: 青岛科技大学
专　业: 分析化学
关键词: 聚天冬氨酸微波合成水凝胶温敏性可降解性药物缓释
分类号: TQ427
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

水凝胶由于具有高溶胀性、渗透性及人体组织相似性而被广泛应用于组织工程及生物医药等领域。聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)类温敏性水凝胶是中外学者研究的热点。PNIPAAm类水凝胶在32℃附近能够发生可逆的、不连续的体积相转变，这一温度被称为低临界溶解温度(LCST)，它与人体的生理温度相近。本文以马来酸酐代替天冬氨酸为原料，采用微波加热法，通过热缩聚反应合成了聚琥珀酰亚胺(PSI)。合成的PSI通过与乙醇胺部分开环反应，丙烯酰化后，得到了具有丙烯酰基侧链的丙烯酰氧乙氨基聚琥珀酰亚胺(AEA-PSI)交联剂。以AEA-PSI为交联剂，N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、丙烯酸(AAc)为单体，在磷酸盐缓冲溶液(PBS，pH=7.4)中通过自由基聚合，合成了一系列具有温敏性可生物降解的聚(N-异丙基丙烯酰胺／丙烯酸)(P(NIPAAm-co-AAc))水凝胶。研究了AEA-PSI交联P(NIPAAm-co-AAc)水凝胶的溶胀性、温敏性、热力学性质、结构形态学及生物降解性，并初步研究了水凝胶对牛血清白蛋白(BSA)的包埋与缓释性能。AEA-PSI交联水凝胶具有较高溶胀率，其溶胀率达到90％以上，水凝胶的溶胀率与NIPAAm／AAc的摩尔配比，交联剂用量及溶胀介质有关。水凝胶在蒸馏水中的溶胀率大于PBS溶液中的溶胀率。在室温下水凝胶透明，具有流动性，当温度升高到LCST之上时，水凝胶变得僵硬且不透明。水凝胶的LCST值依赖于NIPAAm／AAc的摩尔配比，其LCST值随AAc用量的增加而逐渐升高。对水凝胶的热失重分析表明，其热降解温度较低，具有潜在的降解性。将水凝胶在蒸馏水及PBS溶液中溶胀后冷冻干燥，通过扫描电镜(SEM)观察其形态学特征，发现水凝胶在PBS溶液中溶胀后有被侵蚀现象，这说明水凝胶在PBS溶液中具有可降解性。水凝胶在PBS溶液中的酶降解行为与酶浓度、交联剂用量密切相关。水凝胶对大分子亲水性药物牛血清白蛋白(BSA)的包埋率均在98％以上，在生理环境下对BSA的最大累积释放量依赖于水凝胶NIPAAm／AAc的摩尔配比，初始释放速率与交联密度有关。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
前言  8-10
1 文献综述  10-22
  1.1 水凝胶  10-12
    1.1.1 水凝胶及其分类  10-12
  1.2 聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏性水凝胶的合成方法  12-15
    1.2.1 自由基聚合  12-13
    1.2.2 互穿聚合物网络法  13-14
    1.2.3 快速响应水凝胶的合成  14-15
  1.3 自由基共聚合反应机理  15-16
  1.4 微波合成方法简介  16-18
    1.4.1 微波简介  17
    1.4.2 微波化学简介  17-18
  1.5 温敏性水凝胶在医学领域中的应用  18-20
    1.5.1 药物控释  18-19
    1.5.2 组织工程  19-20
  1.6 选题意义及研究内容  20-22
2 温敏性P(NIPAAm-co-AAc)水凝胶的合成  22-32
  2.1 实验部分  22-25
    2.1.1 主要实验仪器  22-23
    2.1.2 主要实验药品  23
    2.1.3 聚琥珀酰亚胺的制备  23
    2.1.4 交联剂的制备  23-24
    2.1.5 水凝胶的合成  24
    2.1.6 聚琥珀酰亚胺分子量的测定  24
    2.1.7 聚琥珀酰亚胺及交联剂的结构表征  24-25
  2.2 结果与讨论  25-30
    2.2.1 聚琥珀酰亚胺的合成  25-26
    2.2.2 交联剂的合成  26
    2.2.3 聚琥珀酰亚胺分子量的测定  26-27
    2.2.4 聚琥珀酰亚胺及丙烯酰氧乙氨基聚琥珀酰亚胺的结构表征  27-28
    2.2.5 水凝胶的制备  28-30
  2.3 本章小结  30-32
3 P(NIPAAm-co-AAc)水凝胶的性质研究  32-52
  3.1 实验部分  32-35
    3.1.1 主要仪器  32
    3.1.2 水凝胶溶胀性能的测定  32-33
    3.1.3 水凝胶相转变温度的测定  33
    3.1.4 水凝胶的热力学性质测试  33
    3.1.5 水凝胶的表面形态学观察  33-34
    3.1.6 水凝胶的生物降解性研究  34
    3.1.7 水凝胶对药物缓释作用的初步研究  34-35
  3.2 结果与讨论  35-50
    3.2.1 水凝胶的溶胀性能研究  35-37
    3.2.2 水凝胶温敏性的研究  37-39
    3.2.3 水凝胶的热力学性质研究  39-42
    3.2.4 水凝胶的表面形态研究  42-45
    3.2.5 水凝胶的可生物降解性研究  45-47
    3.2.6 水凝胶对药物缓释作用的初步研究  47-50
  3.3 本章小结  50-52
结论  52-54
参考文献  54-62
致谢  62-64
攻读学位期间发表的学术论文  64
参与研究的科研课题  64-66

丙烯酰氧乙氨基聚琥珀酰亚胺交联温敏性水凝胶的合成

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