温度/pH双敏感型水凝胶的制备及其药物缓释性能的研究
发布时间：2020-12-15 11:22
水凝胶是聚合物通过物理或化学交联形成的具有三维网络状结构的一种材料,可以在水中溶胀并吸收大量的水而不破坏其本身的结构,由于其良好的生物相容性、可降解性及软组织相似性等优点,在食品工业、药物载体、组织修复等领域引起了广泛的关注和研究。智能水凝胶由于能够识别外部环境的微小变化或刺激并对它们产生响应,从而控制药物在特定部位以一定的时间和速率释放,被越来越多地应用于药物缓释体系。由于许多疾病通常伴随局部发热或pH的变化,温度/pH敏感型水凝胶作为药物载体具有十分广阔的应用前景。许多智能水凝胶具有较差的机械强度和生物相容性,这严重了限制其实际应用,因此制备无毒、机械强度高的温度/pH双敏感型水凝胶载体对于构建药物缓释体系具有十分重要的意义。本文通过简单的水溶液自由基聚合的方法制备了两种具有良好生物相容性和机械强度的温度/pH双敏感型水凝胶,并对其应用性质进行了研究,主要内容包括:1、以聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）为温度敏感性单体、丙烯酸（AA）为pH敏感性单体,在没有交联剂的存在下,通过自由基聚合和物理交联合成了一种具有较高强度的温度/pH双敏感型水凝胶（PPA）,通过傅立叶变换红外光谱（...
【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】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１不同类型温度敏感型水凝胶对温度的响应｜４］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ??
根据ｐＨ敏感型水凝胶解离基团的不同可以将其分为三类：阴离子型ｐＨ??敏感水凝胶、阳离子型ｐＨ敏感水凝胶和两性离子型ｐＨ敏感水凝胶１４，２５］，其??溶胀性随溶液ｐＨ的变化如图１－３所示。阴离子型ｐＨ敏感水凝胶通常含有酸??性基团，如羧基、磺酸基等，在酸性条件下，聚合物链间氢键作用强，水凝胶??溶胀率小，碱性条件下，酸性基团电离，水凝胶溶胀率增大。阳离子型ｐＨ敏??感水凝胶通常含有碱性基团，如氨基等，酸性条件下氨基质子化，水凝胶溶胀??率大，碱性条件下，凝胶内部氢键作用强，水凝胶溶胀率小。而两性离子型??ｐＨ敏感水凝胶含有酸性和碱性两种基团，低ｐＨ值时碱性基团质子化，高ｐＨ??值时酸性基团离子化，故两性离子型ｐＨ敏感水凝胶在酸碱溶液中均有较大的??溶胀率，而在中性溶液中溶胀率小。??“?□?ａｎｉｏｎｉｃ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??〇?ｃａｔｉｏｎｉｃ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??Ａ?ｚｗｉｉｔｃｒｉｏｎｉｃ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??丨貧??□?—?ａ????ｏ??ａｃｉｄｉｃ?ｐＫａ?ｐＨ?ｖａ｜ｕｅ?ｂａｓｉｃ??图１－３不同类型ｐＨ敏感型水凝胶对ｐＨ的响应［２５１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｐＨ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ?ｔｏ?ｐＨ｜２＞ｌ??人体胃与肠中的ｐＨ是不同的
２．３．１?ＰＰＡ水凝胶的合成??在本章中，以ＰＥＧＭＡ和ＡＡ为原料，通过自由基聚合制备了一种具有较??高强度的温度／ｐＨ双敏感型ＰＰＡ水凝胶，其合成示意图如图２－１所示。氧化还??原引发体系Ｋ２Ｓ２０８／Ｎａ２Ｓ２０３在５０°Ｃ下分解产生自由基，引发ＡＡ和ＰＥＧＭＡ??发生共聚，通过高分子链间的氢键作用和物理缠结形成三维网络状结构。所有??凝胶化反应均进行２４?ｈ以达到最大单体转化率，ＰＰＡ水凝胶的产率可以通过??称重法计算纯化后冻干水凝胶的质量与单体总质量之比来表示，结果见表２－３。??ＰＥＧＭＡ在高温下由于疏水相互作用发生分子链团聚，凝胶收缩；而ＡＡ结构??中的－ＣＯＯＨ在中性和碱性条件下可以电离成－ＣＯＣＴ，这些离子之间的静电排??斥可以改善水凝胶的亲水性并加速其溶胀过程（如图２－１所示，ＰＰＡ水凝胶在??不同温度和ｐＨ下具有不同的溶胀状态）。??、彳。－??／?＋?、３火〇３?＿?Ｎｅｕｔｒａｌ－ｂａｓｉｃ?ｐＨ?Ａｃｉｄ?ｐＨ??〇＝＝＞＾?ｗａｔｅｒ??、／?ＳＯＶ?２４ｈ??…：？?＼隱输’‘…麵??Ｌｏｗ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?Ｈｉｇｈ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??图２－１?ＰＰＡ水凝胶的合成示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ＰＰＡ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ??２．３．２?ＰＰＡ水凝胶的表征??２．３．２．１水凝胶的ＦＴＩＲ和ＴＧＡ分析??图２－２ａ为ＡＡ、ＰＥＧＭＡ和ＰＰＡ水凝胶的ＦＴ丨Ｒ谱图
【参考文献】：
期刊论文
[1]丝素蛋白水凝胶材料在组织工程中的应用研究进展[J]. 李加乐,谭云飞,谭绪林,肖文谦,李波,廖晓玲. 材料导报. 2018(S2)
[2]温敏性水凝胶的研究进展[J]. 战甜甜,侯萍,张瑶瑶,马习习,韩金沂,侯昭升. 山东化工. 2016(18)
[3]还原和温度双重敏感P（NIPAM-AA）纳米凝胶的合成及载药性能[J]. 詹园,何培新,孙争光,易盼盼,张伟丽,张玉红,李玉林. 高等学校化学学报. 2015(12)
[4]智能水凝胶的研究进展[J]. 杨猛,周树柏,刘凤岐. 化工科技. 2015(01)
[5]生物医用高强度水凝胶的研究进展[J]. 李钒,张金龙,尹玉姬. 化工进展. 2012(11)
[6]智能水凝胶的制备及其在生物医学中的应用[J]. 杨银,邵丽,邓阳全,张志斌. 化工新型材料. 2010(01)
[7]“Dutch”拆分研究进展[J]. 孙凤霞,付德才,于奕峰,郭军永,张丽丽. 化学进展. 2007(11)
[8]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)
[9]pH敏感性水凝胶的制备与作用原理[J]. 肖君,崔英德,范会强,袁庚申. 河南化工. 2003(08)
[10]高分子药物缓释材料[J]. 唐明义,耿奎士. 化工新型材料. 1998(09)
博士论文
[1]聚乙二醇基多重响应的高强度智能水凝胶的制备与性能研究[D]. 王扬.东华大学 2014
[2]纳米纤维素复合凝胶的制备和表征及其物化性能增强的研究[D]. 周益名.华南理工大学 2014
[3]高分子凝胶的制备、药物释放及其分子热力学研究[D]. 支东彦.华东理工大学 2013
[4]温度和pH值双重敏感的快速响应聚（N，N-二乙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）水凝胶的合成及表征[D]. 刘洪亮.兰州大学 2010
[5]聚肽类环境敏感性水凝胶的制备及性能研究[D]. 赵颖.北京化工大学 2008
硕士论文
[1]邻硝基苄酯基类光敏感药物载体的研究[D]. 吴弟.陕西科技大学 2018
[2]羧甲基纤维素基互穿网络水凝胶的合成及应用[D]. 瞿冰.华南理工大学 2015
[3]纳米纤维素/聚乙烯醇复合凝胶制备及性能研究[D]. 孙光伟.南京林业大学 2012
[4]聚乙二醇、聚乙烯醇改性双网络水凝胶的制备与表征[D]. 田帅.浙江大学 2010
本文编号：2918180
【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】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１不同类型温度敏感型水凝胶对温度的响应｜４］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ??
根据ｐＨ敏感型水凝胶解离基团的不同可以将其分为三类：阴离子型ｐＨ??敏感水凝胶、阳离子型ｐＨ敏感水凝胶和两性离子型ｐＨ敏感水凝胶１４，２５］，其??溶胀性随溶液ｐＨ的变化如图１－３所示。阴离子型ｐＨ敏感水凝胶通常含有酸??性基团，如羧基、磺酸基等，在酸性条件下，聚合物链间氢键作用强，水凝胶??溶胀率小，碱性条件下，酸性基团电离，水凝胶溶胀率增大。阳离子型ｐＨ敏??感水凝胶通常含有碱性基团，如氨基等，酸性条件下氨基质子化，水凝胶溶胀??率大，碱性条件下，凝胶内部氢键作用强，水凝胶溶胀率小。而两性离子型??ｐＨ敏感水凝胶含有酸性和碱性两种基团，低ｐＨ值时碱性基团质子化，高ｐＨ??值时酸性基团离子化，故两性离子型ｐＨ敏感水凝胶在酸碱溶液中均有较大的??溶胀率，而在中性溶液中溶胀率小。??“?□?ａｎｉｏｎｉｃ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??〇?ｃａｔｉｏｎｉｃ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??Ａ?ｚｗｉｉｔｃｒｉｏｎｉｃ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??丨貧??□?—?ａ????ｏ??ａｃｉｄｉｃ?ｐＫａ?ｐＨ?ｖａ｜ｕｅ?ｂａｓｉｃ??图１－３不同类型ｐＨ敏感型水凝胶对ｐＨ的响应［２５１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｐＨ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ?ｔｏ?ｐＨ｜２＞ｌ??人体胃与肠中的ｐＨ是不同的
２．３．１?ＰＰＡ水凝胶的合成??在本章中，以ＰＥＧＭＡ和ＡＡ为原料，通过自由基聚合制备了一种具有较??高强度的温度／ｐＨ双敏感型ＰＰＡ水凝胶，其合成示意图如图２－１所示。氧化还??原引发体系Ｋ２Ｓ２０８／Ｎａ２Ｓ２０３在５０°Ｃ下分解产生自由基，引发ＡＡ和ＰＥＧＭＡ??发生共聚，通过高分子链间的氢键作用和物理缠结形成三维网络状结构。所有??凝胶化反应均进行２４?ｈ以达到最大单体转化率，ＰＰＡ水凝胶的产率可以通过??称重法计算纯化后冻干水凝胶的质量与单体总质量之比来表示，结果见表２－３。??ＰＥＧＭＡ在高温下由于疏水相互作用发生分子链团聚，凝胶收缩；而ＡＡ结构??中的－ＣＯＯＨ在中性和碱性条件下可以电离成－ＣＯＣＴ，这些离子之间的静电排??斥可以改善水凝胶的亲水性并加速其溶胀过程（如图２－１所示，ＰＰＡ水凝胶在??不同温度和ｐＨ下具有不同的溶胀状态）。??、彳。－??／?＋?、３火〇３?＿?Ｎｅｕｔｒａｌ－ｂａｓｉｃ?ｐＨ?Ａｃｉｄ?ｐＨ??〇＝＝＞＾?ｗａｔｅｒ??、／?ＳＯＶ?２４ｈ??…：？?＼隱输’‘…麵??Ｌｏｗ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?Ｈｉｇｈ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??图２－１?ＰＰＡ水凝胶的合成示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ＰＰＡ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ??２．３．２?ＰＰＡ水凝胶的表征??２．３．２．１水凝胶的ＦＴＩＲ和ＴＧＡ分析??图２－２ａ为ＡＡ、ＰＥＧＭＡ和ＰＰＡ水凝胶的ＦＴ丨Ｒ谱图
【参考文献】：
期刊论文
[1]丝素蛋白水凝胶材料在组织工程中的应用研究进展[J]. 李加乐,谭云飞,谭绪林,肖文谦,李波,廖晓玲. 材料导报. 2018(S2)
[2]温敏性水凝胶的研究进展[J]. 战甜甜,侯萍,张瑶瑶,马习习,韩金沂,侯昭升. 山东化工. 2016(18)
[3]还原和温度双重敏感P（NIPAM-AA）纳米凝胶的合成及载药性能[J]. 詹园,何培新,孙争光,易盼盼,张伟丽,张玉红,李玉林. 高等学校化学学报. 2015(12)
[4]智能水凝胶的研究进展[J]. 杨猛,周树柏,刘凤岐. 化工科技. 2015(01)
[5]生物医用高强度水凝胶的研究进展[J]. 李钒,张金龙,尹玉姬. 化工进展. 2012(11)
[6]智能水凝胶的制备及其在生物医学中的应用[J]. 杨银,邵丽,邓阳全,张志斌. 化工新型材料. 2010(01)
[7]“Dutch”拆分研究进展[J]. 孙凤霞,付德才,于奕峰,郭军永,张丽丽. 化学进展. 2007(11)
[8]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)
[9]pH敏感性水凝胶的制备与作用原理[J]. 肖君,崔英德,范会强,袁庚申. 河南化工. 2003(08)
[10]高分子药物缓释材料[J]. 唐明义,耿奎士. 化工新型材料. 1998(09)
博士论文
[1]聚乙二醇基多重响应的高强度智能水凝胶的制备与性能研究[D]. 王扬.东华大学 2014
[2]纳米纤维素复合凝胶的制备和表征及其物化性能增强的研究[D]. 周益名.华南理工大学 2014
[3]高分子凝胶的制备、药物释放及其分子热力学研究[D]. 支东彦.华东理工大学 2013
[4]温度和pH值双重敏感的快速响应聚（N，N-二乙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）水凝胶的合成及表征[D]. 刘洪亮.兰州大学 2010
[5]聚肽类环境敏感性水凝胶的制备及性能研究[D]. 赵颖.北京化工大学 2008
硕士论文
[1]邻硝基苄酯基类光敏感药物载体的研究[D]. 吴弟.陕西科技大学 2018
[2]羧甲基纤维素基互穿网络水凝胶的合成及应用[D]. 瞿冰.华南理工大学 2015
[3]纳米纤维素/聚乙烯醇复合凝胶制备及性能研究[D]. 孙光伟.南京林业大学 2012
[4]聚乙二醇、聚乙烯醇改性双网络水凝胶的制备与表征[D]. 田帅.浙江大学 2010
本文编号：2918180
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