含有4,4′-双(甲基丙烯酰胺基)偶氮苯水凝胶的合成及其在结肠位药物释放的动物实验

合成了不同链长的甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺及丙烯酸与 4 ,4′ 双 (甲基丙烯酰胺基 )偶氮苯交联共聚的功能凝胶 .三维网络结构通过压缩弹性模量、有效交联密度及聚合物与溶剂间的相互作用参数进行了表征 .主要研究了这类凝胶在pH2 2和pH7 4的缓冲溶液的平衡溶胀特性及其偶氮交联基团在体内的降解行为 ,并讨论了其降解机制 .凝胶在胃部的性能稳定 ,既不发生溶胀 ,亦不发生降解 ;但在盲肠内偶氮交联基因可发生降解 .其降解率与凝胶的平衡溶胀程度有一个很好的关联 :交联程度、疏水基侧链的长度及含量对凝胶溶胀行为的影响结果与这些因素对偶氮交联基团体内降解的影响结果完全一致 .通过调节这些因素不仅可以控制凝胶的溶胀程度 ,而且可以控制偶氮交联基团在体内的降解行为 .     

结肠位点药物传载凝胶的溶胀动力学研究

合成了带不同疏水侧基的甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺及丙烯酸与 4,4′ 二 (甲基丙烯酰胺基 )偶氮苯交联共聚的凝胶 .主要研究了这类凝胶在pH =2 .2至pH =7.4的缓冲溶液的溶胀特性 .其溶胀过程遵循二级溶胀动力学 ,影响这类凝胶溶胀行为的因素包括交联程度、疏水基链的长度、pH值等 .通过调节这些因素是完全可以控制凝胶在小肠内的溶胀程度 ,进而避免凝胶内部的药物被提前释放     

羧甲基纤维素与丙烯酸接枝共聚凝胶的溶胀动力学及过溶胀平衡特性的研究

采用接枝共聚合成了羧甲基纤维素钠、丙烯酸与N,N′-亚甲基双丙烯酰胺的交联凝胶, 研究了这类凝胶在不同pH值的缓冲溶液中的溶胀行为, 发现在酸性介质中凝胶的溶胀动力学行为表现出过溶胀平衡特性(overshooting effect), 即凝胶先发生溶胀到最大值, 然后再逐渐消溶胀到平衡. 这种现象可归因于凝胶溶胀过程中羧基之间通过氢键所产生的协同物理交联. 较之凝胶的组成, 缓冲溶液的pH值对过溶胀平衡现象的影响更为显著. 前者是因为凝胶羧基的总摩尔分数并不随两组分结构单元摩尔数的改变而改变, 羧基之间通过氢键形成的物理交联程度在交联剂摩尔分数接近的条件下变化不大; 后者是由于溶液的pH值显著影响凝胶羧基的质子化程度, 进而影响羧基之间通过氢键形成的物理交联程度. 凝胶在酸性介质中的溶胀过程符合E. Díez-Peña等提出的溶胀动力学定量模型, 理论曲线与实验数据有较好的相关性. 凝胶在pH≥5.0的缓冲溶液中的溶胀不产生过溶胀平衡现象, 这一现象归因于完全离子化的羧基之间不能形成物理交联. 凝胶的溶胀过程遵循Schott二级溶胀动力学.     

甲基丙烯酸烷酯、甲基丙烯酰胺及丙烯酸与4,4′-二(甲基丙烯酰胺基)偶氮苯交联共聚凝胶的消溶胀动力学

研究了甲基丙烯酸十二烷或丁酯、甲基丙烯酰胺及丙烯酸与 4 ,4′ 二 (甲基丙烯酰胺基 )偶氮苯交联共聚凝胶的消溶胀动力学 .这类凝胶在pH7 4或pH8 0的缓冲溶液中达到溶胀平衡后 ,将其分别转入pH2 2和pH4 0的缓冲溶液中 .凝胶的消溶胀过程表现出两种情况 :一种是凝胶直接发生消溶胀 ,另一种是凝胶首先经历一个短时的溶胀然后再发生消溶胀 ,呈明显不同的两种消溶胀机制 .前者在单位时间内释水量 [(Ht-H0 ) t]的倒数与消溶胀时间有一个良好的线性相关性 ;而后者在单位时间内含水量 [Ht t]平方根的倒数与消溶胀时间有一个良好的线性相关性 .     

离子键交联的聚两性电解质凝胶在不同pH和不同电解质溶液中溶胀行为研究

以丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAM)形成的离子复合物与丙烯酰胺(AAm)共聚,合成了一种新型的离子键交联的聚两性电解质凝胶(PADA).由于分子之间的氢键作用,PADA凝胶并不是在A/C(负正离子单体摩尔比)为1,而是在A/C为1.55处有最大消溶胀.与共价键交联的聚两性电解质凝胶相比,PADA凝胶的溶胀行为具有更强的pH敏感性.PADA凝胶在不同pH缓冲溶液中的溶胀行为表明,在pH 3~4之间消溶胀程度最大.在偏离该pH区域时凝胶均发生溶胀.但凝胶的溶胀程度在pH<3的酸性溶液中随A/C的增加而降低;而在pH>4的偏碱性溶液中随其增加而增加.在不同价数的离子溶液中,离子浓度对于PADA凝胶的平衡溶胀有着不同的影响.对于一价的NaCl溶液,PADA凝胶有典型的反聚电解质效应.但对于高价的CaCl2和柠檬酸三钠溶液,只在较低的浓度下,才表现出反聚电解质效应.而在较高盐浓度时,随盐浓度的增加其溶胀比反而降低.这可能与高价离子形成的离子键交联有关.与pH对PADA凝胶溶胀程度的影响相似,在CaCl2溶液中,PADA凝胶的溶胀程度随A/C的增加而降低;而在柠檬酸三钠溶液中则刚好相反.这种独特的溶胀行为似乎与高价离子电荷的正负性有关.     

干燥方式对含直链淀粉半互穿网络水凝胶溶胀和降解的影响

以4,4′-二甲基丙烯酰胺基偶氮苯(BMAAB)为交联剂,制备了丙烯酸-丙烯酰胺-甲基丙烯酸酯共聚物和直链淀粉半互穿网络水凝胶.以冷冻干燥和空气干燥两种方式,研究了干凝胶在pH2.2和pH7.4时的溶胀和降解性能.结果表明采用两种干燥方式的凝胶在不同pH的介质中都遵循二级溶胀动力学.凝胶内部水的扩散均为非Fickian机理,即扩散和链松弛协同作用的机理.但经历冷冻干燥的凝胶其扩散机制占优势.在pH=7.4的介质中,冷冻干燥凝胶的平衡溶胀比(SR)显著增大,而在pH=2.2时则无明显变化.扫描电镜(SEM)和降解实验发现,在结肠内容物的作用下,冷冻干燥凝胶在5天内降解率可达35.3%,而空气干燥凝胶的降解率为28.1%,表明冷冻干燥的方式可在一定程度上促进凝胶在结肠环境下的降解.     

两性pH敏感凝胶溶胀理论的有限元方法

两性pH敏感凝胶同时拥有可电离的酸性基团和碱性基团,与普通凝胶相比,它具有更好的溶胀特性和生物相容性,从而被广泛应用在生物医学、药物输送系统、微流体控制等领域。因其独特的pH敏感特性和非线性溶胀行为,目前还缺乏用于描述两性pH敏感凝胶的有限元方法。据此本文采用修正过的两性pH敏感凝胶平衡溶胀理论,发展了能够描述凝胶溶胀力学行为的有限元计算方法,计算两性pH敏感凝胶在均匀溶胀和非均匀溶胀下的力学行为。结论显示,该有限元方法可以很好地与凝胶溶胀理论的(半)解析解拟合,既可以为生物体中某些关键指标提供重要参数和力学上的理论参考,也可为以聚合物凝胶为材料的微流体控制阀的设计提供重要参考。     

pH-敏感的疏水型凝胶在直流电场中的刺激响应

合成了不同疏水链长的甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺及丙烯酸与 4 ,4′ 二 (甲基丙烯酰胺基 )偶氮苯交联共聚的聚电解质凝胶 .该凝胶在非接触电场中发生消溶胀 ,但疏水侧链较长的凝胶在发生消溶胀之前经历了一个溶胀过程 .凝胶在电场中首先弯向阴极 ,随着时间的延长或电压的升高弯向阴极 ;并出现弯曲的方向或弯曲的程度的波动 .当撤去电场后 ,凝胶又能恢复到初始的形态 .凝胶的这些性质既与电渗、电扩散及电解有关 ,亦与凝胶的疏水相互作用有关     

溶剂改性疏水pH-敏感凝胶的溶胀行为

在甲苯存在下，以甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、苯乙烯和二乙烯苯为单体，通过悬浮聚合方法合成了不同交联度的疏水阳离子凝胶，研究了这些凝胶的pH－敏感溶胀行为。发现以良溶剂甲苯改性的凝胶不仅溶胀度增加，而且溶胀性质对交联度改变出现特异的依赖关系。当凝胶的交联度高于20％时，平衡溶胀度和溶胀速度随交联度的提高不是降低，而是提高。同时发现，随交联度提高，改性凝胶的溶胀逐渐具有零级动力学特性。这对设计由溶胀控制的，具有零级动力学释药特性的控释体系是十分有意义的。     

高机械性能的聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸十八酯)疏水缔合凝胶的溶胀行为研究

以丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸十八酯(OMA)、十二烷基硫酸钠(SDS)为原料,采用胶束共聚的方法合成了疏水缔合(HA)凝胶.在HA凝胶内部,表面活性剂SDS与疏水单体OMA组成的增溶胶束起到物理交联作用,将亲水的聚合物链交联起来.通过单向拉伸试验证实了该凝胶具有较高的机械性能.此外,也测试了HA凝胶在不同pH值溶液中的溶胀行为.结果显示,HA凝胶具有特殊的溶胀行为,其溶胀过程可以分为凝胶溶蚀、溶胀平衡和凝胶瓦解3个阶段.在强酸性条件下,凝胶的溶胀被抑制,没有出现凝胶瓦解阶段.在强碱性条件下,凝胶的溶胀被促进,溶胀平衡阶段被越过.盐的存在也会抑制HA凝胶的溶胀,但在SDS溶液中,溶液中的SDS会促使凝胶中的疏水改性聚合物溶解到溶液中去,组成新的缔合结构,而使溶液增稠。     

新型羧甲基壳聚糖水凝胶的合成与表征

通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)催化体系使羧甲基壳聚糖(CMCS)交联,制备了新型羧甲基壳聚糖水凝胶.探讨了EDC用量和EDC/NHS质量比对水凝胶特性的影响.CMCS水凝胶具有pH响应特性,在等电位点溶胀率最小.降解实验结果表明,水凝胶浸泡在磷酸盐缓冲溶液中,10 d失重率在15%~45%之间,主要是未交联部分溶解所致.而浸泡在含有0.2 mg/mL溶菌酶的磷酸盐缓冲溶液中,低交联度水凝胶80 h基本降解,高交联度水凝胶不易降解.初步研究了CMCS水凝胶包埋牛血清白蛋白(BSA)的释放行为.     

可生物降解的pH敏感水凝胶的合成及其溶胀性能研究

采用明胶和聚乙烯醇为原料,制备了戊二醛交联、明胶／聚乙烯醇配比不同的水凝胶,并用FTIR和SEM对产物进行了表征。研究了凝胶的溶胀动力学,结果表明,原料配比对各种凝胶的溶胀速率影响不大,而对平衡溶胀比与原料配比有关,室温下凝胶的平衡溶胀比在300％～500％之间。pH敏感性研究表明,几种凝胶均表现出明显的pH响应性,当溶胀介质的pH值在明胶等电点附近时,水凝胶的溶胀比达到最小值,凝胶的溶胀-消溶胀动力学曲线呈“W”形,即该凝胶具有形状记忆功能。     

可酶降解的温度及pH敏感水凝胶的制备及对牛血清白蛋白的吸附和释放

以4,4'-二甲基丙烯酰氨基偶氮苯(BMAAB)为偶氮交联剂,制备了可酶降解的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)-丙烯酸(AA)共聚物水凝胶. 结果表明,研究的凝胶均表现出在4 ℃和37 ℃之间的溶胀相转变. 以牛血清白蛋白(BSA)为模型药物,在pH=7.4的缓冲溶液中对BSA进行了负载. 结果表明,凝胶在4 ℃时对BSA的负载量为144.5 mg(BSA)/g(gel),37 ℃为14.8 mg(BSA)/g(gel). 凝胶在pH=7.4的缓冲溶液中,在结肠菌作用下能发生酶降解,药物累积释放量4 d可达100 mg(BSA)/g干胶.     

聚乙烯醇硫酸钾水凝胶电机械化学行为研究

通过将交联聚乙烯醇硫酸酯化的方法制备了一种新型电刺激响应性聚乙烯醇硫酸钾(PVSK)智能水凝胶,并探讨了溶液离子强度和pH对PVSK水凝胶的溶胀吸水率、机械性能以及电机械化学行为的影响.结果表明,制备的PVSK水凝胶的平衡溶胀比随NaCl溶液离子强度的增大而减小,在pH2.39～10.83范围内基本不受溶液pH的影响;经不同离子强度和pH的NaCl溶液充分溶胀的PVSK水凝胶具有良好的机械性能,在非接触的直流电场作用下,该水凝胶向电场负极弯曲,凝胶的弯曲速度和弯曲偏转量随外加电场强度的增加而增大,随NaCl溶液离子强度的增大出现临界最大值,但不随溶液pH(2.08～10.53)的改变而改变;在循环电场作用下,PVSK水凝胶的电机械化学行为具有良好的可逆性.     

P(AA-DAC)两性聚电解质水凝胶的合成及性质

以丙烯酸(AA)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体, 采用水溶液聚合法制备了P(AA-DAC)聚电解质水凝胶. 采用红外光谱和核磁共振等方法对其结构进行了表征. 研究了不同组成比的聚电解质水凝胶在去离子水、不同pH值溶液以及不同离子强度盐溶液中的溶胀行为. 研究结果表明, 摩尔比为1∶1的聚电解质水凝胶表现出典型的两性聚电解质凝胶的溶胀行为. 离子强度对其溶胀行为有着显著影响, 在溶液离子强度较高时, 凝胶网络的溶胀主要受溶剂向凝胶内部扩散所控制, 满足Fick型扩散规律n≤0.5, 随着溶液离子强度的增加, 凝胶网络平衡含水量增加, 扩散系数增大.     

聚丙烯酸凝胶溶胀行为的研究

本文合成了一系列不同交联度的聚丙烯酸凝胶,测定了这些凝胶在不同ｐＨ值及温度下的综合溶胀行为,包括用经典的间断称重方法测定溶胀动力学曲线,用溶胀性能自动测定仪测定溶胀应力变化的动力学曲线及平衡溶胀度等。这这类环境敏感材料的应用提供了科学数据。     

化学改性大豆蛋白凝胶溶胀过程规律的研究

将大豆蛋白(SPI)经预热处理、EDTAD酰化和戊二醛交联,制备出改性大豆蛋白凝胶.通过红外与化学法研究了改性大豆蛋白分子的结构变化,结果表明,经EDTAD改性,大豆蛋白分子的侧链基团和分子链构象均发生变化;侧链的游离氨基与EDTAD发生酰化反应,为蛋白质分子链引入羧基;基团分析数据显示,改性大豆蛋白分子中游离氨基数减少,羧基数增加,增加的羧基数与减少的氨基数之比约为3:1.研究了改性大豆蛋白凝胶的溶胀率变化,并对溶胀数据进行数学处理,分析了不同mEDTAD:mSPI的凝胶的溶胀过程规律,结果显示,mEDTAD:mSPI为0,0.05,0.1和0.2的改性大豆蛋白凝胶在水中的溶胀率为24.2,54.01,87.27和95.87,说明分子链引入一定量的EDTAD使凝胶溶胀率增大;其溶胀特征指数为0.5,表现为Fickian扩散.研究了改性凝胶在不同pH下的溶胀过程规律,结果显示,在pH4.30和6.08时,凝胶溶胀特征指数n范围是0.5n1,表现为non-Fickian扩散,而在碱性pH10.04,凝胶特征溶胀指数为0.5,仍表现为Fickian扩散.改性大豆蛋白凝胶溶胀率对pH变化具有敏感性,其溶胀-消溶过程曲线呈"W"形,显示凝胶具形状记忆功能.     

P(AMPS-co-BMA)水凝胶的电场敏感性及电刺激响应机理

以离子型单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)及非离子型单体甲基丙烯酸丁酯为原料, 偶氮二异丁腈为引发剂, N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂, N,N-二甲基甲酰胺为溶剂, 通过自由基聚合合成了一系列聚离子浓度不同的聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-甲基丙烯酸丁酯)电场敏感性水凝胶. 研究了其在去离子水及NaCl溶液中的溶胀行为. 结果表明, 该水凝胶在去离子水中的平衡溶胀度在236.4~298.5之间, 其溶胀速率随着AMPS用量的增加而增加; 并且随着凝胶内部聚离子浓度的增加, 凝胶在NaCl溶液中的消溶胀速率及消溶胀度逐渐减小. 凝胶的电刺激响应性能研究结果表明, 在电场存在下, 凝胶在NaCl溶液中的溶胀行为与凝胶内部聚离子浓度和溶液中NaCl浓度的相对大小有关, 当凝胶内部聚离子浓度大于溶液中NaCl浓度时, 凝胶溶胀, 反之则凝胶消溶胀; 而且, 凝胶在电场作用下的偏转行为同样与凝胶内部聚离子浓度和溶液中NaCl浓度的相对大小有关, 当凝胶内部聚离子浓度大于溶液中NaCl浓度时, 偏向阴极, 反之则凝胶偏向阳极. 另外, 在电场存在下, 凝胶在NaCl溶液中的电偏转速度与环境温度密切相关.     

电场敏感性聚(丙烯酸-co-丙烯酸甲酯)凝胶的合成和性能

以丙烯酸、丙烯酸甲酯为单体,亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,N,N-四甲基乙二胺为促进剂,合成了一系列电场敏感性凝胶.研究了氯化钠溶液,pH缓冲溶液对凝胶平衡溶胀度的影响,并测定了所得电场敏感性凝胶在电场作用下的脱水行为.研究结果表明,所得凝胶具有很好的电场敏感性.此外,初步讨论了该类电场敏感性凝胶的电致收缩机理.     

辐射交联制备改性CMC水凝胶的溶胀行为研究

利用丙烯酰胺 (AAm)接枝改性纤维素 ,然后进行羧甲基化反应得到高取代度的丙烯酰胺 羧甲基纤维素钠 (AAm CMC Na) .对该材料进行γ射线辐照制备出新型改性CMC水凝胶 .研究了这种水凝胶的溶胀动力学、交联动力学以及温度、pH值和无机盐浓度对水凝胶溶胀行为的影响 ,并与CMC Na水凝胶进行了比较 .结果表明 ,该水凝胶和CMC Na水凝胶相比 ,优点在于辐照交联所用的剂量下降 ,而且所需的CMC浓度减少 .AAm CMC Na水凝胶的溶胀度随温度升高而增大 ,在pH为 6～ 8范围内达到最大值 ,并随无机盐浓度与吸收剂量增加而下降 ,表现出较好的温度敏感性和pH敏感性 ,可望作为吸水材料和水保持剂