聚乙烯醇复合水凝胶的制备及其缓释性能的研究
发布时间：2021-10-07 02:07
水凝胶由于是一种交联的聚合物网状结构,具有吸水和保水的能力,可作为一种良好的药物载体,在实际应用中发挥特定的功能,在控释系统中,药物载体需具备耐酸性,耐酶性以及缓释特性,而水凝胶正好具备这些特点。聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和阳离子淀粉属于精细化工中的原材料之一,其用途广泛,价格低廉,生物相容性高,无细胞毒性,具有较高的研究价值。目前关于水凝胶的研究有不少的报道,但是将三者混合制备水凝胶的研究仍未发现,因此,本研究旨在将阳离子淀粉的特性赋予水凝胶当中,使水凝胶带有一定的正离子,增强了抑菌性,同时在包含阴阳离子药物的同时,具备了p H敏感性,在作为药物载体或伤口敷料等方面的应用奠定了一定的基础。本研究以聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和阳离子淀粉为原料,制备了PVA/PVP水凝胶和PVA/PVP/CS水凝胶,观察水凝胶的结构及形貌特点,分析了水凝胶的溶胀性能受到各个因素影响下的变化,研究了水凝胶负载模型药物的释放及水凝胶自身抑菌效果的检测。研究的主要成果如下:（1）水凝胶的构筑主要是通过氢键作用交联。FT-IR,XRD,SEM表征表明,PVA/PVP水凝胶与PVA/PVP/CS水凝胶都是物理交联水凝...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水凝胶的结构示例[4]
浙江工业大学硕士学位论文2机械强度比较差。人工合成的水凝胶主要原料来源有聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚丙烯酸（PAA）、聚乙二醇（PEG）等。人工合成水凝胶优点是可大规模生产，机械强度灵活，缺点是不易生物降解，交联剂或合成环境中含有有毒物质。（2）根据交联方式可分为物理交联与化学交联。常见的物理交联方法包括氢键作用、物理结构缠绕、静电作用、疏水相互作用等。物理交联水凝胶通常交联作用弱，稳定性较差但生物相容性好，因此也称为“假水凝胶”。常见的化学交联方式有自由基聚合、官能团化学反应、高能辐射等。化学交联得到的水凝胶网状结构比物理交联水凝胶稳定，不易受外界环境影响，能保证一定的机械强度。（3）水凝胶对外界环境的响应情况可分为非应激性水凝胶与应激性水凝胶。非应激性指外界环境发生改变时，水凝胶自身结构性能前后没有发生明显变化。应激性水凝胶可分为pH、温度、电尝磁尝光等应激性水凝胶，应激性水凝胶是指水凝胶能因外界环境的变化或刺激，从而自身产生相应不同的结构变化等特征[5-7]。1.1.2水凝胶的制备水凝胶的制备主要是由水溶性单体在交联剂（多官能团）存在下聚合而成，或由亲水性聚合物交联而成。最早的水凝胶的制备方法（如图1-2），（A）是水溶性单体在多功能交联剂存在下的聚合反应；（B）是亲水性聚合物在高能辐射下的交联反应；（C）是亲水性聚合物之间通过互补基团之间的反应进行交联[8]。图1-2早期水凝胶的制备方法[8]Figure1-2.Earlyhydrogelspreparationmethods[8]最近几年，就关于水凝胶如何制备的研究越来越多，重点从以下两个方面介绍。（1）化学交联法制备水凝胶
聚乙烯醇复合水凝胶的制备及其缓释性能的研究3单体交联是指水凝胶的制备原料是小分子单体，通过引发剂和交联剂的作用，单体之间聚合反应交联成水凝胶，水凝胶的综合性能由单体的种类和组成、交联剂结构和浓度等因素而控制[5]。Olad等[9]以丙烯酸为单体，在引发剂和交联剂的条件下（如图1-3）合成了生物可降解的多孔水凝胶，具有农业和园艺水库方面的应用前景。图1-3Hyd/MMT水凝胶纳米复合材料的合成机理[9]Figure1-3.OutlineofthesynthesismechanismofHyd/MMThydrogelnanocomposite[9]聚合物交联是指大分子聚合物在溶液中通过交联剂和引发剂的存在下交联，具体来说是指聚合物中的线性长链之间产生化学反应，将交联剂包裹其中形成网状结构。吴景梅[10]将壳聚糖和聚乙烯醇在戊二醛（交联剂）的作用下，利用化学交联法合成了PVA-CS复合水凝胶。Subhraseema等[11]同样以戊二醛作为交联剂，合成了聚乙烯醇和聚乙二醇组成的水凝胶，负载了β-环糊精包埋抗炎药物布洛芬，并对其控释做了相关的研究，发现β-环糊精的存在直接导致水凝胶内部结构的疏松，从而达到药物缓释的效果。传统来说水凝胶自身的机械强度并不具有优势，为了改变这一缺点，在水凝胶制备过程中与具有一定强度的载体结合起来，赋予水凝胶新的特点，这就是接枝共聚[12]。通常来说在载体表面产生自由基，将接枝共聚类的单体在引发剂作用下与载体表面进行接枝共聚得到复合水凝胶[13]。Kumar等[14]以丙烯酸（AA）为单体，天然芦荟多糖为骨架，采用自由基接枝法合成了一种具有pH、温度、盐敏感水凝胶（如图1-4），可以用作吸附剂。聚合物单体与蛋白质、多糖等生物高分子接枝，
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能水凝胶及其在生物方向的应用[J]. 刘程,乔丽媛,柳承德,杨力全,蹇锡高. 中国材料进展. 2019(10)
[2]Controlled delivery of ibuprofen from poly（vinyl alcohol）-poly（ethylene glycol） interpenetrating polymeric network hydrogels[J]. Subhraseema Das,Usharani Subuddhi. Journal of Pharmaceutical Analysis. 2019(02)
[3]壳聚糖-聚乙烯醇复合水凝胶的制备及其溶胀性能研究[J]. 吴景梅,杨超. 化工新型材料. 2016(12)
[4]季铵阳离子淀粉/PVA共混膜的性能研究[J]. 刘立超,祝志峰,徐珍珍. 应用化工. 2017(02)
[5]聚乙烯吡咯烷酮辅助的水热法合成形貌可控的银纳米结构（英文）[J]. 徐丽红,阚彩侠,王长顺,从博,倪媛,施大宁. 物理化学学报. 2014(03)
[6]水凝胶的制备[J]. 刘环宇,叶静仪,梁佩莹. 化工时刊. 2014(01)
[7]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)
[8]水凝胶的合成、性质及应用[J]. 翟茂林,哈鸿飞. 大学化学. 2001(05)
硕士论文
[1]壳聚糖/氧化石墨烯/聚乙烯醇三元复合水凝胶的制备及性能研究[D]. 解瑞红.西安理工大学 2017
[2]温度和pH敏感羧甲基淀粉水凝胶的制备与性能研究[D]. 段修玲.大连理工大学 2015
本文编号：3421161
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水凝胶的结构示例[4]
浙江工业大学硕士学位论文2机械强度比较差。人工合成的水凝胶主要原料来源有聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚丙烯酸（PAA）、聚乙二醇（PEG）等。人工合成水凝胶优点是可大规模生产，机械强度灵活，缺点是不易生物降解，交联剂或合成环境中含有有毒物质。（2）根据交联方式可分为物理交联与化学交联。常见的物理交联方法包括氢键作用、物理结构缠绕、静电作用、疏水相互作用等。物理交联水凝胶通常交联作用弱，稳定性较差但生物相容性好，因此也称为“假水凝胶”。常见的化学交联方式有自由基聚合、官能团化学反应、高能辐射等。化学交联得到的水凝胶网状结构比物理交联水凝胶稳定，不易受外界环境影响，能保证一定的机械强度。（3）水凝胶对外界环境的响应情况可分为非应激性水凝胶与应激性水凝胶。非应激性指外界环境发生改变时，水凝胶自身结构性能前后没有发生明显变化。应激性水凝胶可分为pH、温度、电尝磁尝光等应激性水凝胶，应激性水凝胶是指水凝胶能因外界环境的变化或刺激，从而自身产生相应不同的结构变化等特征[5-7]。1.1.2水凝胶的制备水凝胶的制备主要是由水溶性单体在交联剂（多官能团）存在下聚合而成，或由亲水性聚合物交联而成。最早的水凝胶的制备方法（如图1-2），（A）是水溶性单体在多功能交联剂存在下的聚合反应；（B）是亲水性聚合物在高能辐射下的交联反应；（C）是亲水性聚合物之间通过互补基团之间的反应进行交联[8]。图1-2早期水凝胶的制备方法[8]Figure1-2.Earlyhydrogelspreparationmethods[8]最近几年，就关于水凝胶如何制备的研究越来越多，重点从以下两个方面介绍。（1）化学交联法制备水凝胶
聚乙烯醇复合水凝胶的制备及其缓释性能的研究3单体交联是指水凝胶的制备原料是小分子单体，通过引发剂和交联剂的作用，单体之间聚合反应交联成水凝胶，水凝胶的综合性能由单体的种类和组成、交联剂结构和浓度等因素而控制[5]。Olad等[9]以丙烯酸为单体，在引发剂和交联剂的条件下（如图1-3）合成了生物可降解的多孔水凝胶，具有农业和园艺水库方面的应用前景。图1-3Hyd/MMT水凝胶纳米复合材料的合成机理[9]Figure1-3.OutlineofthesynthesismechanismofHyd/MMThydrogelnanocomposite[9]聚合物交联是指大分子聚合物在溶液中通过交联剂和引发剂的存在下交联，具体来说是指聚合物中的线性长链之间产生化学反应，将交联剂包裹其中形成网状结构。吴景梅[10]将壳聚糖和聚乙烯醇在戊二醛（交联剂）的作用下，利用化学交联法合成了PVA-CS复合水凝胶。Subhraseema等[11]同样以戊二醛作为交联剂，合成了聚乙烯醇和聚乙二醇组成的水凝胶，负载了β-环糊精包埋抗炎药物布洛芬，并对其控释做了相关的研究，发现β-环糊精的存在直接导致水凝胶内部结构的疏松，从而达到药物缓释的效果。传统来说水凝胶自身的机械强度并不具有优势，为了改变这一缺点，在水凝胶制备过程中与具有一定强度的载体结合起来，赋予水凝胶新的特点，这就是接枝共聚[12]。通常来说在载体表面产生自由基，将接枝共聚类的单体在引发剂作用下与载体表面进行接枝共聚得到复合水凝胶[13]。Kumar等[14]以丙烯酸（AA）为单体，天然芦荟多糖为骨架，采用自由基接枝法合成了一种具有pH、温度、盐敏感水凝胶（如图1-4），可以用作吸附剂。聚合物单体与蛋白质、多糖等生物高分子接枝，
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能水凝胶及其在生物方向的应用[J]. 刘程,乔丽媛,柳承德,杨力全,蹇锡高. 中国材料进展. 2019(10)
[2]Controlled delivery of ibuprofen from poly（vinyl alcohol）-poly（ethylene glycol） interpenetrating polymeric network hydrogels[J]. Subhraseema Das,Usharani Subuddhi. Journal of Pharmaceutical Analysis. 2019(02)
[3]壳聚糖-聚乙烯醇复合水凝胶的制备及其溶胀性能研究[J]. 吴景梅,杨超. 化工新型材料. 2016(12)
[4]季铵阳离子淀粉/PVA共混膜的性能研究[J]. 刘立超,祝志峰,徐珍珍. 应用化工. 2017(02)
[5]聚乙烯吡咯烷酮辅助的水热法合成形貌可控的银纳米结构（英文）[J]. 徐丽红,阚彩侠,王长顺,从博,倪媛,施大宁. 物理化学学报. 2014(03)
[6]水凝胶的制备[J]. 刘环宇,叶静仪,梁佩莹. 化工时刊. 2014(01)
[7]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)
[8]水凝胶的合成、性质及应用[J]. 翟茂林,哈鸿飞. 大学化学. 2001(05)
硕士论文
[1]壳聚糖/氧化石墨烯/聚乙烯醇三元复合水凝胶的制备及性能研究[D]. 解瑞红.西安理工大学 2017
[2]温度和pH敏感羧甲基淀粉水凝胶的制备与性能研究[D]. 段修玲.大连理工大学 2015
本文编号：3421161
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