甲基纤维素硬脂酸酯/γ-聚谷氨酸复合温敏水凝胶的制备及其性能研究

为解决慢性创伤修复过程中机体因氧化还原反应失衡造成的延迟愈合问题,本研究以甲基纤维素(MC)和γ-聚谷氨酸(γ–PGA)为原料,制备温敏性水凝胶;该体系最低凝胶化温度为37℃左右;MC/γ-PGA水凝胶具有较高的吸水率和保水性,其吸水率随着γ-PGA含量的增加而增大;通过负载超氧化物歧化酶(SOD)使得其具有SOD的可控缓慢释放作用,能够有效地清除超氧自由基;而且该凝胶体系具有良好的细胞相容性。本研究为实现负载SOD的温敏性水凝胶创伤修复材料的应用奠定了实验基础。     

温度和pH双敏性PVME/CMCS水凝胶辐射交联制备及其性能

以聚甲基乙烯基醚(PVME)和羧甲基壳聚糖(CMCS)为原料, 采用电子束辐照交联方法制备聚甲基乙烯基醚/羧甲基壳聚糖(PVME/CMCS)水凝胶, 研究了温度、pH值、CMCS含量等对PVME/CMCS水凝胶溶胀度的影响, 同时以5-氟尿嘧啶(5-Fu)作模型药物, 初步探讨了凝胶药物释放性能. 结果表明, 辐射剂量在20—40 kGy时, 凝胶分数随辐射剂量的增加而快速增加, 辐射40 kGy以后趋于平衡. 在相同辐射剂量下, 随着体系中CMCS含量的增加, 凝胶分数反而减少. 该水凝胶具有一定的温度和pH敏感性, 其低临界溶解温度(LCST)在35 ℃左右, 并且在相同时间内和25及37 ℃下的溶胀反复可逆, 表现出较快的响应性. pH<3.0和pH>5.0时, 溶胀度较大; pH值为3.0~5.0时, 凝胶网络由于静电力收缩, 溶胀度较小. CMCS含量的增加和辐射剂量的减小均可提高凝胶载药量. 药物释放时间可通过改变体系中CMCS的含量和辐射剂量来调节.     

层状水凝胶仿生软骨的制备与性能

采用超声分散、高压加热共融、冷冻-熔融和γ射线辐照交联成型工艺制备层状水凝胶仿生软骨材料, 系统讨论了PVP添加量和辐照剂量对材料的凝胶含量、晶态结构及抗压缩弹性模量的影响, 观察和研究了层状水凝胶的微观结构. 研究结果表明, 随着PVP的质量分数(0-40%)和辐照剂量(0-60 kGy)的增加, 层状水凝胶的凝胶含量呈上升趋势; 其晶态结构在质量分数为20%的PVP和10 kGy辐照剂量下最完善; 其力学性能在质量分数为20%的PVP和20 kGy辐照剂量下最佳; PVP的加入改善了水凝胶的微观形貌, 有利于材料表面润滑性能的提高; 层状水凝胶层间渗透结合, 自然过渡, 形成结构良好的仿生软骨材料.     

P(γ-PGA-co-NIPAAm)水凝胶对5-氟尿嘧啶药物分子的释放行为

以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为单体,通过自由基共聚法制备一种水凝胶缓释材料。采用扫描电镜观察水凝胶的多孔断面形貌,并研究不同温度(25℃和37℃)下水凝胶表面的亲疏水性和不同pH(2.0~10.0)时的溶胀率变化。将该共聚水凝胶用作药物缓释载体,通过紫外分光光度计法研究其对5-氟尿嘧啶(5-FU)药物分子的缓释行为。结果表明:该凝胶在酸性条件下释药速率最快,碱性条件下次之,中性条件下释放最慢,25℃下释放量与γ-PGA含量呈正相关,37℃下结果相反;该凝胶具有温度、pH双敏感性,在弱碱性条件下释放缓慢、释药量小,具有一定的靶向释药能力。     

聚γ-谷氨酸对气相色谱-质谱检测地衣芽孢杆菌胞内代谢物的影响

通过添加外源聚γ-谷氨酸(γ-PGA),利用气相色谱-质谱法(GC-MS)评估了γ-PGA对地衣芽孢杆菌胞内代谢物检测的影响。结果表明:终浓度为10g/L的γ-PGA会使除谷氨酸外的氨基酸、有机酸和糖类标准品的检测峰面积明显降低;另外,终浓度为10g/L的γ-PGA对分析地衣芽孢杆菌胞内代谢物中的谷氨酸、葡萄糖和6-磷酸葡萄糖(G6P)的影响较为显著。因此,在利用GC-MS定量分析地衣芽孢杆菌的胞内代谢物前,应将γ-PGA和细胞分离。     

湖北省国控点天然γ辐射空气吸收剂量率研究

使用我国新一代X-γ剂量率测量仪对湖北省9个国控点进行了天然γ辐射空气吸收剂量率的测量,建立了剂量率与剂量当量的数学模型,计算了9个国控点地区人均年有效剂量当量。结果表明,9个国控点地区的剂量率在59.336～141.638 nGy/h,天然γ辐射致公众人均年有效剂量当量为0.390～0.931 mSv;9个国控点地区天然γ辐射均属正常天然本底水平。     

含有不同添加剂的明胶膜对Am（Ⅲ）／Eu（Ⅲ）的吸附研究

研究了分别添加γ-聚谷氨酸(γ-PGA)及1,4,7,10-四杂环十二烷基四乙酸(DOTA)的两种明胶膜对Am(Ⅲ)/Eu(Ⅲ)的吸附行为。结果表明,添加γ-PGA的明胶膜,在2.0 mol/L硝酸介质中,γ-PGA∶明胶的质量比为1∶5、吸附时间在15h以上时,对Eu3 的吸附率达38.6%,而对Am3 基本不吸附;添加DOTA的明胶膜,在2.0 mol/L硝酸介质中,DOTA∶明胶的质量比为1∶5、吸附时间在15h以上时,对Am3 的吸附率达41.3%,而对Eu3 的吸附率为5.1%。     

正辛醇的γ辐照稳定性及辐解产物分析

在高放射性废液后处理的萃取工艺中,正辛醇被认为是具有应用前景的稀释剂之一,而研究其γ辐射效应对指导其实际应用具有重要意义.本文对N_2环境下γ辐照后的正辛醇进行了紫外-可见(UV-Vis)光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱研究.结果表明正辛醇在100 kGy以下辐照后化学结构未发生变化,而吸收剂量增至300kGy时有羰基化合物生成.通过色谱(GC)和色质联用(GC-MS)进一步分析了高剂量(600 kGy)辐照后正辛醇的气体及液体辐解产物,发现主要气体产物为H_2,并伴有微量的CO_2和CH_4;主要液体产物为正辛醛,其占未辐解正辛醇的质量百分含量小于1%,并伴有少量正庚烷和8-羟基十五醇.对辐照后正辛醇的化学结构及辐解产物的分析表明,正辛醇在氮气下经γ辐照后,主要发生α碳原子上的C-H键断裂,并伴有β碳原子上的C-C键断裂.此外,抽氢反应也是正辛醇辐解的重要途径.     

琼脂糖基类丁二炔凝胶剂量计的辐照响应行为

将类丁二炔(10, 12-二十五碳二炔酸)囊泡固载于琼脂糖凝胶制备出了新型辐射变色凝胶复合凝胶材料。利用γ射线辐照研究了所制备凝胶的辐照响应行为,结果显示:当γ辐射剂量在500-2000 Gy内,随着剂量增加,凝胶由无色逐渐变为蓝色,颜色不断加深,采用紫外-可见光分光光度计测试其吸收光谱,发现其主要吸收峰值在660 nm附近,且辐照前后凝胶的吸光度差值与剂量有良好线性关系(相关系数R² =0.9942)。进一步研究表明:所制备的凝胶材料对γ射线和电子束辐照有相同的剂量响应,且无明显的能量和剂量率依赖性;凝胶的辐射后效应较弱,辐照后24 h,吸光度基本恒定;分次辐照对凝胶剂量计准确性的影响极小;凝胶在0-30℃范围内的响应性基本保持稳定;在辐照后48 h内,并未观察到囊泡有明显扩散效应,显示出良好的稳定性。此外,琼脂糖具有价廉、无毒且易制备为任意形状凝胶的优点,因此该凝胶剂量计有望应用于真实场景的三维剂量分布测定。     

辐照交联法制备锂离子电池用凝胶聚合物电解质及其性能

采用γ-射线辐照交联法制备了具有网络结构的聚偏氟乙烯-六氟丙烯/新戊二醇二丙烯酸酯(PVDF-HFP/NPGDA)基凝胶聚合物电解质(GPE). 考察了不同辐照剂量对凝胶电解质形貌结构、热稳定性和电化学性能的影响以及不同辐照剂量和不同温度下电导率的变化. 结果表明, 随辐照剂量的增加, 凝胶电解质的固化程度提高, 电导率下降. 电导率随温度的变化符合VTF方程. 当辐照剂量为5 kGy 时, 制备的凝胶电解质具有较高的离子电导率和电化学稳定窗口, 室温下分别为7.8×10-3 S·cm-1和4.7 V(vs Li/Li+). 以其为电解质制备的LiMn2O4∣GPE∣Li聚合物锂离子电池具有较好的循环性能.     

新型γ-聚谷氨酸吸水树脂的合成

以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)为原料,乙二醇缩水甘油醚为交联剂,采用溶液聚合法合成了新型γ-PGA吸水树脂(1),其结构经IR表征.研究了反应体系的pH,反应温度和反应时间对1吸水率和透光率的影响.结果表明,在反应体系pH 4.3,于70℃反应36 h的最佳反应条件下合成1,吸水率220 g·g-1,透光率99.6％,分解温度334.9℃.     

γ-辐照对PLLA分子量及结晶形态的影响

以左旋聚乳酸(PLLA)为研究对象,以多官能团单体三烯丙基异氰酸酯(TAIC)为交联剂,采用反应挤出技术制备了PLLA-TAIC体系,并利用60Co-γ射线源,在较低辐照剂量(Dose≤25kGy)范围内,对所制备的聚合物进行了γ-辐照。研究了γ-辐照剂量、交联剂含量对PLLA分子量和结晶形态的影响。结果表明,在0~25kGy辐照剂量范围内,PLLA-TAIC的粘均分子量(-Mη)随γ-辐照剂量的增加呈现出先升高后降低的变化趋势,辐照剂量为10kGy、TAIC含量为3份时,PLLA的-Mη提高的幅度最大;随着辐照剂量的增加,原料PLLA形成的球晶尺寸有所增大;对于γ-辐照的PLLA-TAIC体系,随着TAIC含量的增加,PLLA的结晶能力有所下降。     

K-型卡拉胶/聚乙烯吡咯烷酮共混水凝胶的辐射合成

采用辐射技术合成了K 型卡拉胶 (KC) /聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)共混水凝胶 ,研究了天然高分子KC、单体N 乙烯基吡咯烷酮 (N VP)、交联剂二甲基丙烯酸十四甘醇酯 ( 1 4G) ,辐照剂量以及剂量率等对辐射合成的KC/PVP共混水凝胶性质的影响 .实验发现 ,KC与适当比例的N VP共混后在一定剂量范围内辐照可得到高强度、高溶胀行为的KC/PVP共混水凝胶 ,随着共混凝胶内KC含量的相对增加 ,凝胶强度及溶胀性的能均显著提高 ,但合成该共混凝胶的最佳剂量却相对提前 ;加入 1 4G后降低了KC/PVP共混凝胶辐射合成最佳剂量 ,同时使KC/PVP共混凝胶的强度进一步提高 ;剂量、剂量率对KC/PVP共混凝胶的性质亦有很大的影响 .分析表明 ,KC与N VP共混后 ,在较低剂量下KC的降解被抑制 ,从而获得一种由物理交联的KC和化学交联的PVP形成的互穿网络 (IPN)凝胶     

多壁碳纳米管-环氧树脂纳米复合材料的γ-射线固化行为

通过γ-射线辐射固化制备了多壁碳纳米管-环氧树脂复合材料.采用索氏提取法、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和差示扫描量热法(DSC)测试了多壁碳纳米管-环氧树脂复合体系的凝胶含量、转化率及热流曲线等固化动力学参数.采用扫描电子显微镜(SEM)表征了复合材料的微观组织.结果表明:通过γ-射线辐射固化的复合体系的凝胶含量随着辐射剂量、光引发剂含量的增加而增加;由于多壁碳纳米管对活性反应中心的影响,转化率随着多壁碳纳米管加入量的增加呈先下降,后增加的趋势.复合体系中多壁碳纳米管含量较高时易发生团聚,团聚会对复合体系的固化行为产生一定影响.     

自黏附、近红外光响应水凝胶的制备及药物释放性能研究

水凝胶是一种亲水的三维网络结构,具有良好的生物相容性,可为细胞的迁移生长提供良好的支撑结构,常被用为细胞或药物的载体。然而,传统水凝胶缺乏对外界刺激的响应行为,难以实现在时间和空间上管理药物的释放。本文通过制备聚多巴胺-聚吡咯(PDA-PPy)纳米粒子,并嵌入聚丙烯酰胺/聚(异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)(PAM/P(NIPAm-co-AAc))水凝胶网络中,制备了具有近红外光响应的黏附水凝胶,并对其拉伸性能、黏附性、NIR药物可控释放性能进行了讨论。结果表明：1)当PDA-PPy-PAM在水凝胶中的含量增加时,水凝胶的延伸比率呈现先增加(从3倍提高到5倍)后减小的趋势,而水凝胶的断裂应力呈现逐渐下降的趋势(从60 kPa减小到30 kPa);2)所制备的水凝胶对玻璃、塑料和人体皮肤等物体表面可形成良好的黏附效果;3)水凝胶的NIR光热转换率受PDA-PPy纳米含量的影响,且随纳米粒子含量增加而提高,当纳米含量为1.8 wt%时,水凝胶在NIR下辐射10 min后,温度可达到45 ℃左右;4)载有四环素的水凝胶在NIR辐射下,其药物释放量逐渐提高(120 min后,达到55%左右的释放),而未被NIR辐射的水凝胶的药物释放量只有5%,且在揭取一段时间释放的药物溶液用于抗菌实验,结果表明水凝胶在NIR辐射40 min所达到的药物浓度,可达到90%以上的抗菌效率,NIR辐射时间增加至120 min的药物量可达到约100%的抗菌效率。     

磁性半互穿网络智能水凝胶的合成及性质评价

以甲基丙烯酸(MAA)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、丙烯酰胺(AM)为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,利用IPN技术并结合磁性的γ-Fe₂O₃增强剂,在水溶液中制备了半互穿网络水凝胶(PMAA/PAM-NIPAAm/γ-Fe₂O₃),研究了水凝胶的溶胀性﹑热稳定性和电磁性。实验表明,水凝胶形成稳定的IPN互穿网络结构且该水凝胶具温度、pH双重敏感性和顺电磁性。所合成的水凝胶在低临界溶解温度31℃以下,具有明显正向温敏性,高于此温度,水凝胶的温度敏感性会逐渐减弱。产品成功克服了NIPAAm类水凝胶的温缩性。     

温度和pH敏感P(NIPA-co-AA)/粘土复合水凝胶的辐射制备与表征

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)作为温敏性聚合单体,丙烯酸(AA)为pH敏感性单体,有机粘土为改性剂,采用~(60)Co-γ射线为辐射源,辐射合成了P(NIPA-co-AA),粘土复合水凝胶,研究了粘土的加入对水凝胶溶胀率、温度及pH敏感性和压缩性能的影响.结果表明,P(NIPA-co-AA)/粘土复合水凝胶的溶胀性能优于P(NIPA-co-AA)水凝胶,平衡溶胀率(SR)明显提高;且复合水凝胶仍表现出明显的温度和pH敏感性;粘土的加入提高了水凝胶的压缩强度、最大压缩力和压缩屈服力等力学性能,当粘土含量为15%时,P(NIPA-co-AA)/粘土复合水凝胶的压缩强度为P(NIPA-co-AA)共聚水凝胶的2.4倍,最大压缩力为P(NIPA-co-AA)的2.1倍.     

温度和pH敏感P（NIPA／AA）／黏土互穿网络水凝胶的辐射合成与表征

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和丙烯酸(AA)为聚合单体、有机黏土作为改性剂,采用60Co-γ射线为放射源,辐射合成了P(NIPA/AA)/黏土互穿网络(IPN)水凝胶,研究了IPN的表面形貌以及AA浓度、黏土对水凝胶溶胀性能和压缩性能的影响.SEM电镜观察表明:P(NIPA/AA)共聚水凝胶的表面致密,没有明显相分离,而IPN凝胶表面疏松多孔且非连续,有明显的相分离,形成了较好的IPN结构.P(NIPA/AA)IPN水凝胶在碱性和弱碱性溶液中的溶胀率高,且其溶胀速率由网络中高分子链的松弛运动控制;而在酸性介质中,水分子的扩散为水凝胶溶胀的决定过程.P(NIPA/AA)IPN水凝胶具有良好的力学性能,加入黏土后凝胶的压缩性能参数均有不同程度的提高,水凝胶受压时只发生塑性变形,没有被破坏.     

以纳米笼形POSS为交联剂的PHEMA水凝胶的制备及其对诺氟沙星的缓释行为

以甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)为单体、笼形八聚(乙烯基)倍半硅氧烷(OVPS)为交联剂,通过溶液自由基聚合方法制备了一系列P(OVPS-co-HEMA)水凝胶。采用核磁共振氢谱(1 H-NMR)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、动态黏弹谱仪(DMA)和紫外可见分光光度计对其结构与性能进行了研究。结果表明:通过控制投料比可以调节P(OVPS-co-HEMA)水凝胶中OVPS的含量;随着OVPS投料比例的增加,水凝胶的交联密度变大,孔洞直径由10~15μm逐渐减小至5~10μm;OVPS的引入增强了水凝胶的力学强度;P(OVPS-co-HEMA)水凝胶对药物诺氟沙星具有良好的控释作用,达到释药平衡的时间为96h,累计释药率最高可达99.56%,可用于接触镜片、人工角膜和组织工程材料。     

N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺与4-乙烯基吡啶共聚微凝胶的γ-射线辐照合成

通过γ-射线辐照技术,在稀水溶液中实现了N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺(Bis)与4-乙烯基吡啶(4-VP)的无皂乳液共聚,得到平均流体力学半径(Rh)为56～152 nm的一系列微凝胶,并通过红外光谱、热分析、透射电镜进行了表征.通过测定Rh、吸光度、凝胶比,研究了与Bis共聚的单体及比例、剂量和剂量率对微凝胶合成的影响.结果表明,微凝胶的大小可以通过吸收剂量、单体相对含量的改变来进行控制.最后,对微凝胶的形成机理进行了初步探讨.