基于功能化聚磷酸酯嵌段共聚物的微凝胶和水凝胶的制备与表征

首先利用聚乙二醇单甲醚(MePEG)作为引发剂前体,对含有炔基的环状磷酸酯单体2-炔丁基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环戊烷(BYP)进行开环聚合,制备两嵌段共聚物MePEG-b-PBYP.随后,采用巯基-炔(Thiol-yne)点击化学反应对PBYP的炔基进行修饰,分别获得侧链含氨基(—NH2)、羧基(—COOH)和磺酸钠(—SO3Na)的聚磷酸酯嵌段共聚物,在水相中形成聚电解质.通过NMR和GPC对产物的结构和组成进行表征.MTT测试表明,两嵌段共聚物具有较好的生物相容性.进一步将带有不同电荷的聚电解质溶液混合,利用静电作用制备微凝胶.通过DLS、TEM及SEM等测试对聚合物的溶液行为及微凝胶的形貌进行表征.为增强凝胶体系的物理交联作用,将α-环糊精(α-CD)引入体系,诱导形成水凝胶.利用SEM对水凝胶的形貌进行表征,XRD分析水凝胶的包结络合作用,并利用流变仪测试水凝胶的凝胶化时间.该水凝胶以其良好的生物相容性、生物可降解性和一定的机械强度等性能,有望作为可注射型凝胶材料,在药物控释和组织工程等领域具有潜在的应用.     

聚谷氨酸基超分子水凝胶的制备和表征

以接枝胆固醇的聚谷氨酸-聚乙二醇-聚谷氨酸三嵌段聚合物和接枝β-环糊精的聚谷氨酸为前躯体,通过主客体作用制备聚谷氨酸基超分子水凝胶.通过调控前躯体的浓度、胆固醇和环糊精的摩尔比,得到不同力学性能的水凝胶;改变三嵌段聚合物中聚谷氨酸的分子量,调控聚谷氨酸基超分子水凝胶的力学强度、微观形貌、溶胀行为和降解性能.研究结果表明,当聚合物浓度为150 g/L、环糊精和胆固醇的摩尔比为1∶1时,水凝胶的储存模量最大;聚谷氨酸的分子量越大,水凝胶的储存模量越大;水凝胶平均孔径10~30μm,溶胀度16%~30%,降解时间为40~72 d.水凝胶细胞毒性实验结果表明超分子水凝胶具有良好的生物相容性.     

室温自交联丙烯酸酯乳液的制备与表征

使用3种含不饱和双键硅氧烷,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(A174)为功能单体,采用半连续乳液聚合法制备了室温自交联丙烯酸酯乳液,探讨了硅氧烷功能单体在不同pH条件下水解情况以及其种类和用量对乳液及乳胶膜性能的影响.结果表明,pH在7～9之间时硅氧烷功能单体水解最慢;A172在pH为8.4时5h内就水解完全;增加VTES和A174的用量均能提高乳胶膜的交联度、力学性能和耐水性.控制聚合过程的pH值以抑制硅氧烷功能单体的水解并调节乳液成膜时的pH值以加速硅氧烷功能单体的水解从而增强胶膜的交联程度,发现酸性或碱性条件下得到乳胶膜比中性条件下胶膜的力学和耐水性能均有不同程度的提高,并且在酸性条件下胶膜的性能提高最多.对比使用A174和VTES制备的胶膜,发现这种方法对含有A174胶膜的效果不明显,而含VTES胶膜的性能提高最为显著.     

温敏性P(MEO_2 MA-co-OEGMA-co-HMAM)自交联水凝胶的制备和性质

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成了新的温度敏感性聚合物聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-N-羟甲基丙烯酰胺)[P(MEO2MA-co-OEGMA-coHMAM)]。红外光谱(FTIR)、核磁共振谱(1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行了表征;利用透光率测定研究了共聚物的温度敏感性以及盐对其低临界溶解温度(LCST)的影响。将共聚物P(MEO2MA-coOEGMA-co-HMAM)链上的羟基分别转化为叠氮基和炔基后,在抗坏血酸钠和Cu SO4的催化条件下,通过温敏性共聚物P(MEO2MA-co-OEGMA-co-HMAM)链间点击自交联反应获得了温敏性水凝胶。凝胶形成流变动力学研究发现凝胶化作用在1 min之内发生,之后体系的储能模量(G')大于损耗模量(G″);通过SEM和溶胀性能分析表明,随着温度的升高水凝胶的孔径减小,导致水凝胶的保水量逐渐减小,证明了合成的凝胶具有温度敏感性;牛血清蛋白(BSA)和茴香脑分别作为亲水和疏水药物模型研究凝胶的药物体外持续释放。结果表明:在37oC时,载药凝胶对BSA释放率较大,释放速度较快。     

pH响应性聚膦腈水凝胶的制备与表征

以N,N-二甲基乙二胺为阳离子型取代基, 甲基丙烯酸羟乙酯或烯丙胺为共取代基, 制备了同时带有pH响应性侧基和不饱和双键侧基的聚膦腈. 该聚合物的结构和组成经¹H NMR和FTIR确认后, 通过自由基引发交联得到聚膦腈凝胶. 凝胶在不同介质中的吸水率测试结果表明, 该阳离子型聚膦腈水凝胶的溶胀行为受聚合物侧基组成、介质pH、离子强度和阴离子价态影响显著, 有望与葡萄糖氧化酶结合后实现对胰岛素的葡萄糖响应释放.     

非共价键交联海藻酸钠水凝胶的制备与性能

天然多糖海藻酸钠制备的水凝胶具有优越的生物相容性和生物组织相似性,作为生物医用材料在药物控制释放、组织工程支架、抗菌材料及创伤敷料等领域发挥着越来越大的作用。本文在介绍海藻酸钠物化性质的基础上,重点综述了非共价键交联(静电作用、氢键、范德华力、亲疏水作用等)海藻酸钠水凝胶的制备方法以及性能表征方法,最后讨论了制备方法及性能表征研究中的一些需要解决的问题。     

细菌纤维素/聚丙烯酰胺水凝胶的制备及性能表征

通过自由基聚合在细菌纤维素(BC)网络中引入聚丙烯酰胺(PAM),制备了细菌纤维素/聚丙烯酰胺(BC/PAM)复合水凝胶,并采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)、热失重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和力学测试等手段对复合凝胶的结构和性能进行了研究.研究结果显示在复合水凝胶中,虽然PAM自身没有交联,但由...     

基于多巴胺的黏合水凝胶的制备及表征

以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)为催化剂, 将多巴胺通过酰胺化反应连接到氧化海藻酸钠上, 制得含邻苯二酚结构的氧化海藻酸钠(COA), 将COA与胶原(COL)复合, 制得具有黏合性能的COA-COL水凝胶, 通过紫外-可见光谱(UV-Vis)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(¹H NMR)方法表征了COA的结构, 用扫描电子显微镜、 体外膨胀降解、 万能电子拉力机和噻唑蓝(MTT)法分别表征了COA-COL水凝胶的形貌结构、 平衡溶胀率、 降解率、 黏合强度和细胞毒性. 研究结果表明, 多巴胺已引入到氧化海藻酸钠上, 取代度分别为12.5%, 18%和22%; COA-COL水凝胶的内部形成了典型的海绵体多孔网状结构, 平衡溶胀率随着多巴胺取代度的提高先减小后增大, 降解率随着取代度的提高依次减小, COA-COL水凝胶的黏合强度从未经多巴胺改性时的(20.43±4.21) kPa提高到多巴胺取代度为22%时的(29.91±6.10) kPa, 而且具有良好的生物相容性.     

含硫正离子聚类肽水凝胶的合成与性能

通过伯胺引发肌氨酸-N-硫代羧酸酐(Sar-NTA)和N-烯丙基甘氨酸-N-硫代羧酸酐(NGA-NTA)的开环聚合制备了一种三嵌段聚类肽, 即聚(N-烯丙基甘氨酸)-b-聚肌氨酸-b-聚(N-烯丙基甘氨酸)(PNAG-b-PSar-b-PNAG, 简称PASA); 然后通过PASA侧链上的烯丙基与3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇之间的巯-烯“点击”化学反应合成了不同肌氨酸(Sar)摩尔分数的聚类肽水凝胶(HG). 巯-烯“点击”反应生成的大量硫醚基团可进一步与环氧化合物反应, 在水凝胶的网络骨架中生成硫正离子, 从而获得具有固有抗菌能力的含硫正离子聚类肽水凝胶(S⁺HG). S⁺HG具有优异的吸水能力, 能够在1 min内达到吸水平衡, 饱和溶胀率高达2024%. S⁺HG内部由大量规则的连续海绵孔状结构组成, 能够承受一定的剪切、 摩擦及挤压等外界应力. S⁺HG具有强效的广谱抗菌能力, 对革兰氏阴性的大肠杆菌(E. coli)和革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌(S. aureus)的抗菌率都在99.99%以上.     

海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物释放中的应用

近年来,由于智能水凝胶在药物的控制释放、基因传送、组织工程等领域的应用前景诱人,研究者对智能水凝胶的研究十分活跃。合成类水凝胶常用的单体有丙烯酸及其衍生物、丙烯酰胺及其衍生物等,合成水凝胶具有较好的稳定性,但其生物降解性和生物相容性较差。天然类水凝胶的原料主要有壳聚糖、海藻酸钠、纤维素、淀粉等。由于这些天然多糖具有较好的生物相容性和生物降解性,同时价廉易得,因此,天然类水凝胶在药物控制释放领域更具有优势。海藻酸钠是β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic,M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-guluronic,G)按照(1→4)糖苷键连接而成的线型聚合物,每个糖醛酸单元上含有一个羧基,因此,海藻酸钠在中性或碱性条件下呈现聚阴离子电解质的性质。本文综述了海藻酸钠水凝胶的制备方法,包括物理交联法、化学交联法、酶交联法、互穿聚合物网络等;概述了海藻酸钠水凝胶在药物释放中的应用,包括口服给药、皮下给药、黏膜给药、肺部给药、经皮给药等;最后讨论了海藻酸钠水凝胶在研究与应用中存在的问题。     

基于β-环糊精接枝聚L-谷氨酸星型聚合物的可注射水凝胶的制备与表征

采用Gadelle-Defaye法制备了全-6-氨基-β-环糊精[β-CD-(NH2)7],并用"Grafting-from"接枝法得到不同分子量的星型结构β-环糊精-g-聚L-谷氨酸(β-CD-g-PLGA).对β-CD-g-PLGA进行酰肼化改性后与醛基化海藻酸钠(ALG-CHO)通过席夫碱交联反应制备β-CD-g-PLGA/ALG水凝胶.研究了前驱体浓度以及β-CD-gPLGA分子量对β-CD-g-PLGA/ALG水凝胶性能的影响,并以疏水性辛伐他汀(SIM)为模型药物,研究了水凝胶对SIM的控制释放行为.     

海藻酸钠和聚N-异丙基丙烯酰胺半互穿网络水凝胶的溶胀动力学研究

以海藻酸钠 (SA)和N 异丙基丙烯酰胺 (NIPAM)为原料 ,制备出具有温度敏感性的半互穿网络水凝胶 (SA PNIPAMsemi IPN) .主要研究了海藻酸钠用量、水介质温度及pH值对该凝胶溶胀速率的影响 .结果表明 ,在PNIPAM最低临界溶解温度 (LCST)以下 ,该凝胶的溶胀速率随着凝胶网络中SA组分的增加而增大 ,且溶胀速率取决于高分子链的松弛速率 ;pH对凝胶溶胀速率的影响与温度有关 ,温度对溶胀速率的影响与pH有关 .     

纤维素纳米纤维接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备与表征

将具有温度响应的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)接枝到电纺纤维素纳米纤维膜上,制备温度响应型纤维素接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm-g-Cell)纳米纤维水凝胶。 研究接枝单体(N)与纤维素(c)的质量比、反应温度、反应时间和引发剂浓度对产物接枝率、溶胀性和形貌的影响。 结果表明,最佳聚合反应条件为m(N):m(c)=15:1、反应温度40 ℃、反应时间3 h、引发剂浓度为10 mmol/L,得到PNIPAm-g-Cell接枝率和溶胀率分别为35%和31%。 与PNIPAm相比,PNIPAm-g-Cell水凝胶的低临界相转变温度(LCST)显著升高,说明亲水性纤维素的引入改变了体系的亲疏水平衡。 去溶胀动力学测试表明,0.5 min内接枝率为25%和35%的水凝胶保水率分别降低至93%和61%。 说明接枝率越高PNIPAm-g-Cell水凝胶对温度的响应速度越快,对温度越敏感。     

自交联型含氟丙烯酸酯共聚物的合成与表征

含氟丙烯酸酯;自交联;无皂乳液;接触角滞后     

聚合物纳米微球增韧水凝胶的制备与表征

通过无皂乳液聚合制备阳离子纳米微球(NPs),并将其作为疏水交联中心来制备高强韧水凝胶。体系中的疏水单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)在表面活性剂作用下聚集到纳米微球表面,形成疏水缔合中心,通过原位引发自由基聚合得到纳米微球杂化的聚丙烯酰胺疏水缔合水凝胶P(AAm-LMA)-NPs。当凝胶受到应力时,由纳米微球形成的动态交联点通过断裂与重组可以有效地耗散能量,极大地提高了凝胶的强度和韧性。因此,所制备的P(AAm-LMA)-NPs水凝胶表现出十分优异的机械性能,其最大拉伸强度可达860 kPa,断裂伸长率为1280%,断裂韧性为3.8 MJ/m³。聚合物纳米微球增韧水凝胶的力学性能优异,有望在生物医学和工业领域有重要应用。     

P(MAA-co-AM)纳米水凝胶的制备与表征

利用单体对之间的氢键特殊相互作用,采用一步反应在水相中共聚甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(AM)和交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA),制备了pH响应性共聚物P(MAAco-AM)纳米水凝胶。采用纳米粒度与电位分析仪、傅里叶红外光谱仪、透射电子显微镜、场发射扫描电镜等对P(MAA-co-AM)纳米水凝胶的尺寸、形貌、组成和结构进行了表征。系统研究了反应参数对P(MAA-co-AM)纳米水凝胶的影响。结果表明:当两单体等物质的量投料时所制备的P(MAA-co-AM)纳米水凝胶粒径分布最窄(〈Dh〉=129nm,PDI=0.095),且其粒径随着两单体用量的增加而增大。随着单体加入时间的延长或EGDMA用量的增加,P(MAA-co-AM)纳米水凝胶的粒径逐渐变小。P(MAA-co-AM)纳米水凝胶表现出极好的pH响应性:当介质的pH从4增加到8时,溶胀比高达7,体积扩张了343倍。     

葡萄糖基聚膦腈水凝胶的制备

通过对葡萄糖的羟基引入保护基再与聚二氯磷腈反应后用强酸脱保护制得侧链含部分葡萄糖基的聚膦腈,然后测量聚合物与植物外源凝集素ConA混合溶液的透光率的变化来研究凝胶化过程.结果表明,在ConA的浓度相同的情况下,聚合物溶液的浓度越大,越容易形成凝胶;第二取代基团的水溶性好,葡萄糖的侧基比例大,有益于凝胶的形成.     

海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的制备及性能研究

由海藻酸钠(SA)和聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)制得的半互穿网络水凝胶具有温度及pH敏感特性。在酸性(pH=1.3)和弱碱性条件(pH=7．4)下，研究了温度对该凝胶溶胀度的影响，结果表明，该凝胶溶胀度均随着温度的提高而下降，但在pH=1．3时，溶胀度小于PNIPAAm水凝胶的；在pH=7．4时，结果正好相反。在25℃和37℃的条件下，分别考察pH对该凝胶溶胀度的影响，结果表明，在25℃时该凝胶有良好的pH敏感性，而在37℃时，敏感性不明显。同时也发现该凝胶对pH、温度的脉冲刺激有较快的响应性。