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树枝状和发散状温度敏感水凝胶的制备与性能研究

作　者: 李莹
导　师: 肖新才
学　校: 中南民族大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: N-异丙基丙烯酰胺夹心型水凝胶水凝胶原子转移自由基聚合
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

为了减少药物在体内产生毒副作用或提高药物治疗疾病的效果,靶向药物载体成为当今研究的热门课题。如果把这种药物载体应用于人体,使药物只在病变的组织部位释放,这样不仅能够有效利用药物,而且不会在其他正常部位产生毒副作用,获得最优的治疗效果。最常用的环境感应式凝胶(载体)是N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)类高分子聚合物。因为普通PNIPAM水凝胶对外界刺激产生溶胀/退溶胀的响应速率非常慢,尤其是达到最后的平衡需要几小时甚至几天的时间;此外,普通水凝胶的机械性能较差,如较脆易碎、不易拉伸等,这些因素在很大程度上限制了它们的应用。因此,我们需要探索制备新型温度敏感材料的方法,来弥补温度敏感材料种类偏少的缺陷,同时探索新型复合结构凝胶的特性和改变其对温度的敏感速度,从而建立新型的给药系统。为了增加水凝胶的反应动力学,探索了几种策略。1.利用冰-融化三步合成的方法获得夹心型水凝胶柱体。这种新颖的水凝胶柱体是将线型聚(N-异丙基丙烯酰胺)链两端接枝交联型的聚(N-异丙基丙烯酰胺)。为了探讨引发反应途径对水凝胶温敏特性的影响,本文将N,N’-二亚甲基双丙烯酰胺(BIS),过硫酸铵(APS)放入不同的层,形成夹心型凝胶Type A和Type B,为了比较夹心型凝胶与普通型凝胶的不同,实验合成了Type N均相凝胶,研究了凝胶柱体的溶胀/退溶胀动力学和药物释放特性。其研究结果如下:①凝胶均具有较好的温敏性,在33℃时发生相变;②凝胶通过多次溶胀/退溶胀动力学测试,结果表明机械性能较高且保持良好的完整性;③溶胀/退溶胀动力学试验表明Type B溶胀/退溶胀速率最大,Type N最小;④药物释放(NaCl溶液)测试表明:温度从低温升到高温的过程中,三种类型的凝胶的外环境盐浓度相应的增加,Type B增加最快、Type A次之,Type N最慢。再次证明,此种方法可以提高普通类型水凝胶的反应速率;2.通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)的方法合成温敏性树枝状大分子,通过FI-IR和1HNMR图谱对每一步反应进行表征,对最终合成的树枝状大分子进行温敏性测试。实验表明:①FI-IR和1HNMR图谱表明每一步成功反应;②均具有较好的温敏性,苯乙烯、NIPAM的含量影响相变温度;③变成乳白色时间较短,且恢复无色透明状态较迅速,说明将NIPAM接枝于树枝状大分子能提高溶胀/退溶胀速率;3.原子转移自由基聚合(ATRP)的方法接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)于气相球形二氧化硅(纳米级)表面,聚(N-异丙基丙烯酰胺)的链长和密度可控。通过FI-IR对每一步反应进行表征,扫描电子显微镜(SEM)图显示每一步反应的状态,最后进行温敏测试。初步试验表明:每一步反应成功,具有温敏性。还需进一步探讨反应条件对温敏性的影响。

树枝状和发散状温度敏感水凝胶的制备与性能研究

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