弱聚电解质水凝胶在酸—盐溶液中溶胀释药的数值模拟

发布时间：2021-04-19 20:48

　　凝胶体系内部含有大量的溶剂分子,其具有三维交联结构能保证凝胶在溶剂中能够吸收大量溶剂分子进行溶胀但却不溶解,也可失溶剂发生塌缩。弱聚电解质水凝胶能够根据外界pH值的变化迅速做出响应,主要作用机理是这类水凝胶中含有酸性基团羧基（-COOH）,在周围溶液中的pH值发生改变时,这些基团会迅速进行电离或者重新结合体系内的氢离子,造成内部大分子链之间的排斥或吸引,最终表现为凝胶的体积变化。药物在生物体内的传递,其根本目的是为了获得较低毒性且较高疗效的药物作用效果,即药物能尽可能地集中在生物体的靶部位,定量且能在一定时间内进行药物释放。其可以在外界环境发生微小改变时,做出更加迅速且灵敏的响应。与此同时,由于弱聚电解质水凝胶独特的生物相容性、透氧性和柔软舒适性等优点,可将弱聚电解质水凝胶用作药物释放的载体。随着计算机技术的快速发展,对凝胶溶胀释药过程开展计算机模拟,可明显减少药物研发过程中的实验研究步骤、减少研发的成本及缩短药物研发周期。此外,在释药进程中,基于模拟所得的结果,还可定量分析部分生物体内潜在的现象,从而可将分析结果反馈于药物的释放过程,阐明潜在的药物释放机制。因此,有必要对弱聚电解质水... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 凝胶概述
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 凝胶定义和分类
        1.1.3 凝胶的用途
    1.2 药物缓控释系统概述
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 扩散控释机理
        1.2.3 溶胀控释机理
        1.2.4 溶蚀控释机理
    1.3 本工作的主要研究内容
    1.4 本工作的主要创新点
第二章 弱聚电解质水凝胶溶胀释药的理论基础
    2.1 水凝胶溶胀平衡
        2.1.1 水凝胶溶胀平衡条件
        2.1.2 热力学函数的推导
    2.2 水凝胶溶胀的多相模型
        2.2.1 本构关系分析
        2.2.2 质量守恒分析
        2.2.3 动量守恒分析
    2.3 药物释放方程
    2.4 本章小结
第三章 弱聚电解质水凝胶均匀载药的数学建模和模拟
    3.1 有限元方法和软件平台简介
        3.1.1 有限元方法简介
        3.1.2 有限元软件平台简介
    3.2 问题背景
    3.3 数学建模
        3.3.1 模型假设
        3.3.2 三相模型
        3.3.3 药物释放方程
        3.3.4 边界条件
        3.3.5 初始条件
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 水体积分数及药物浓度的演变
        3.4.2 聚合物-溶剂摩擦系数对凝胶溶胀及释药的影响
        3.4.3 聚合物密度对凝胶溶胀及释药的影响
        3.4.4 弹性模量对凝胶溶胀及释药的影响
        3.4.5 剪切模量对凝胶溶胀及释药的影响
        3.4.6 药物扩散系数对凝胶溶胀及释药的影响
        3.4.7 药物浓度对凝胶溶胀及释药的影响
        3.4.8 溶胀控制与扩散控制对凝胶溶胀及释药的影响
    3.5 本章小结
第四章 弱聚电解质水凝胶不均匀载药的数学建模和模拟
    4.1 问题背景
    4.2 数学建模
    4.3 边界条件
    4.4 初始条件
    4.5 结果与讨论
        4.5.1 不均匀分布条件下的药物释放情况
        4.5.2 释药机理的探究
        4.5.3 模型验证
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间完成的论文
攻读硕士学位期间获奖情况
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]弱聚电解质水凝胶溶胀释药的数值模拟[J]. 叶慧,刘亚博,贾玉玺.  高等学校化学学报. 2018(04)
[2]水凝胶的制备研究进展[J]. 杨猛.  化学工程师. 2013(05)
[3]正向渗透工艺及其在水处理中的应用[J]. 罗南,王捷,张宏伟,张燕,何玉倩.  工业水处理. 2010(10)
[4]水凝胶的研究进展及发展新动向[J]. 杨振,杨连利.  化工中间体. 2007(01)
[5]阿昔洛韦治疗带状疱疹疗效观察[J]. 张小亲.  山西医药杂志. 2004(10)
[6]扩散型膜控制释放技术的进展[J]. 徐铜文,何炳林.  世界科技研究与发展. 2000(01)

硕士论文
[1]弱聚电解质水凝胶载药体的溶胀及其释药行为的有限元模拟[D]. 刘亚博.山东大学 2016
[2]智能水凝胶载药体的溶胀及其药物释放的有限元模拟[D]. 徐一涵.山东大学 2014
[3]高/等渗溶液减少中药成分流失的研究[D]. 黄义娜.西南交通大学 2013
[4]基于分子识别的宏观自组装水凝胶的环境响应性研究[D]. 张菁菁.浙江大学 2013
[5]缓释微丸的释放动力学及固定式缓释饮料的研发[D]. 郭蕾.华中农业大学 2010
[6]抗冻水胶炸药的研究与设计[D]. 周永涛.南京理工大学 2009
[7]活性自由基聚合合成特殊结构性能的凝胶[D]. 赵玮杰.复旦大学 2008
[8]新型聚N-异丙基丙烯酰胺类共聚及互穿网络聚合物水凝胶的制备及性能研究[D]. 肖顺立.东华大学 2008
[9]有机酸铝交联聚合物的形成及其影响因素[D]. 毛宏志.山东大学 2007
[10]聚丙烯酰胺/木质素磺酸盐水凝胶的制备与性能研究[D]. 曾少娟.东华大学 2007



本文编号：3148281