几类甲基丙烯酸pH—敏感水凝胶的溶胀行为研究

本文合成了以甲基丙烯酸为基础的各类ｐＨ敏感型水凝胶,并研究它们的溶胀行为。初步探索了水凝胶的组成与其ｐＨ敏感的关系,比较了阴离子型水凝胶、阳离子型水凝胶和两性水凝胶的溶胀热力学动力学行为,得出了两性水凝胶在整个ｐＨ范围内都有一定的溶胀比,且在ｐＨ中性时,其溶胀速率要高于相应的阴离子型和阳离子型水凝胶。     

药物在pH敏感聚甲基丙烯酸-poloxamer水凝胶中的扩散行为

平衡溶胀率;药物扩散;药物在pH敏感聚甲基丙烯酸-poloxamer水凝胶中的扩散行为     

聚甲基丙烯酸基纳米水凝胶的“绿色”合成

利用原位生成的聚甲基丙烯酸甲酯种子乳胶模板以及表面活性剂与功能单体间的正负电荷作用,发展了一种可在全水相中“绿色”合成聚甲基丙烯酸(PMAA)基纳米水凝胶的新方法.利用动态光散射法、ξ-电位测定、FTIR和TEM对纳米水凝胶的尺寸及其分布、表面电荷、组成、形态、结构和pH响应行为进行了表征.结果表明,PMAA基纳米水凝胶具有聚甲基丙烯酸甲酯内核和交联聚甲基丙烯酸外壳的核壳结构.当甲基丙烯酸(MAA)的用量由2 mL增至3 mL时,PMAA基纳米水凝胶的尺寸变大.当MAA的用量增加至5 mL时,反应体系中除了生成PMAA基纳米水凝胶外,还生成了PMAA次级粒子.PMAA基纳米水凝胶表现出良好的pH响应性:当介质的pH值由2增加至7时,其流体力学体积扩张了近80倍.     

聚甲基丙烯酸纳米水凝胶的水相合成及其磁性功能化

利用十二烷基硫酸钠/吐温20复配表面活性剂和原位生成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)种子乳胶,发展了一种可在全水相中"绿色"合成较高浓度的聚甲基丙烯酸(PMAA)纳米水凝胶的新方法.以PMAA纳米水凝胶为前驱体,采用原位氧化沉淀法制备了磁性PMAA纳米微球.利用动态光散射法、FTIR分析、TEM观察、振动样品磁强计测试(VSM)、热重分析(TG)等对纳米水凝胶和磁性微球进行了表征,并探讨了PMAA纳米水凝胶的形成机理.结果表明,吐温20与MAA和PMAA间的氢键作用,促成了交联PMAA/吐温20复合物层在PMMA种子乳胶表面的选择性生长,导致生成了具有核壳结构的PMAA纳米水凝胶.PMAA纳米水凝胶表现出良好的p H响应性,当介质的p H值由1增加至6时,其流体力学体积扩张了近50倍.磁性PMAA纳米微球具有超顺磁性,其饱和磁化强度高达50 A·m~2/kg.     

温度及pH值敏感水凝胶的合成和应用

直接将丙烯酸单体与N-异丙基丙烯酸胺共聚交联合成了温度及pH值敏感的水凝胶。包埋于水凝胶中的药物的释放随温度升高和pH值增大而加快，药物的释放兼有温度和pH值敏感性，对pH值的响应更加显著。     

快速pH响应丝胶/聚甲基丙烯酸互穿网络水凝胶的合成及表征

采用同步互穿网络方法制备丝胶蛋白(SS)/聚甲基丙烯酸(PMAA)为组分的互穿网络(IPN)水凝胶. 研究了互穿网络水凝胶对介质pH的刺激响应性能. 结果表明, IPN水凝胶具有强烈的pH刺激响应性能. 在pH=9.2的缓冲溶液中, -COOH解离成 -COO^-, 渗透压与网络之间的静电排斥作用导致IPN的溶胀度增大; 当pH减小时, 溶胀度随之减小. IPN水凝胶具有快速退溶胀速率及可逆溶胀-收缩性能.     

含L-乳酸基的聚丙三醇水凝胶的合成及性能

以L-乳酸和环氧氯丙烷等原料,设计、合成出含L-乳酸基的聚丙三醇水凝胶。用核磁共振碳谱、X-射线光电子能谱和扫描电镜表征了其结构和形貌。通过控制反应条件,合成了不同L-乳酸基含量和平衡溶胀率的聚丙三醇水凝胶。化学滴定分析表明,在选定的合成条件下,L-乳酸基的引入率约为86%,其含量可达到17%。溶胀实验表明,凝胶具有显著的pH、离子强度敏感性和快速、可逆的响应速率。体外释药实验显示,载药凝胶具有随溶胀环境pH变化的释药性能。     

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.     

pH敏感型聚谷氨酸/透明质酸基互穿网络医用水凝胶的制备及表征

生物材料是推动生物医学领域日新月异变化的基石,医用水凝胶作为重要成员,近年来表现出蓬勃发展的态势。文章介绍了一种新型可注射的、以生物相容性方法交联的聚谷氨酸(Poly (γ-glutamic acid), PGA)/透明质酸(Hyaluronic acid, HA)复合水凝胶。研究首先采用EDC/NHS方法合成了酪胺(Tyramine,Ty)接枝聚谷氨酸的PGA-Ty前体大分子及半胱胺(Cysteamine, CA)修饰透明质酸的HA-CA前体大分子。两种前体大分子的结构分别使用核磁和红外进行了确证。得到的两种前体大分子在低浓度双氧水和辣根过氧化物酶(Horseradish Peroxidase, HRP)的共同作用下,于水相中交联得到互穿网络(Interpenetrating Network, IPN)水凝胶。实验对IPN水凝胶样品的系列性能,如平衡含水量、内部形貌、酶降解速率以及力学性能等进行了测试,并选取了盐酸四环素为药物模型对凝胶的体外药物释放行为、体外抗菌效果进行了测评。凝胶材料的细胞毒性及凝胶支架对细胞3D培养的效果证明其生物相容性优异,体外包埋的细胞经72h培养,未表现出...     

明胶-聚异丙基丙烯酰胺水凝胶的pH、温度敏感性

用明胶(Gel)和N 异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为原料,制备了Gel/聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶;研究了不同含量的水凝胶的温度、pH敏感性。结果表明:温度对水凝胶pH敏感性的影响取决于水凝胶的组成。明胶含量高的水凝胶,其pH敏感性几乎不受温度的影响;当0.500.90时,pH值几乎不影响水凝胶的温敏性。     

Thermal Dehydration and Miscibility of PHEMA/PMAA Blends

Miscibility and dehydration of poly(2-hydroxyethyl methacrylate) and poly(methacrylic acid) (PHEMA/PMAA) blends were investigated by temperature modulated DSC (TMDSC), TG and solid-state ¹³C NMR methods. TMDSC spectra and ¹H spin-relaxation times showed that the blends are homogeneous on a scale of 5-10 nm for all compositions. From TG and ¹³C NMR, we elucidated that the mass loss of the blends at 300°C is ascribed to the dehydration between the hydroxyl group of PHEMA and the carboxyl group of PMAA. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

聚乙烯醇/丙烯酸共聚物水凝胶的制备及溶胀性

制备了具有pH敏感性的聚乙烯醇(PVA)/丙烯酸(AA)共聚物水凝胶,研究了PVA与AA之间配比、交联剂、引发剂用量对凝胶转化率的影响,对水凝胶的溶胀行为和pH敏感性也进行了详细研究.实验表明PVA与AA的质量比为(1∶9)~(3∶7)之间时,引发剂和交联剂分别为PVA和AA总量的0.2%和0.3%时,凝胶转化率高.随着水溶液pH值从3增加到9,凝胶的溶胀比也相应的增加,表现出明显的pH敏感性.     

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。     

A pH-Sensitive Hydrogel with Hydrophobic Association for Controlled Release of Poorly Water-Soluble Drugs

A novel pH-sensitive hydrogel has been developed by UV induced radical polymerization of acrylic acid (AA) and amphiphilic macromonomer polyethylene glycol monolaurylether monoacrylate (PEGLA) with crosslinker ethylene glycol dimethacrylate for controlled release of acyclovir, a poor water-soluble model drug. The swelling behavior was investigated in the buffer of different pH at I = 0.1 M, as well as in the ethanol/water mixture. The hydrophobic association formed by the hydrocarbon chains in PEGLA was found to dominate the swelling properties of the hydrogels with subordinate pH sensitivity due to the ionization of the AA segments. Therefore, the drug loading of acyclovir has been improved and the release rate of acyclovir was slowed down with increasing the PEGLA content in the hydrogels. By fitting the release data with Weibull equation, the acyclovir release kinetics was changed from the Fickian diffusion to an anomalous diffusion when the PEGLA content in the hydrogels was beyond 20 mol%.     

酸敏感型嵌段共聚物mPEG-acetal-PIB的合成、表征及用于构筑水凝胶敷料

利用点击化学(“Click”)反应, 成功制备了一种通过酸敏感缩醛基团键合的两亲性嵌段共聚物, 聚乙二醇单甲醚-acetal-聚异丁烯(简写为mPEG-acetal-PIB). 通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物的结构、分子量及分子量分布进行表征. 利用芘荧光探针法、动态激光光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM), 研究共聚物在水溶液中组装的临界聚集浓度(CAC), 胶束的粒径大小、分布以及形貌. 利用DLS跟踪测试聚合物胶束在酸性条件下的粒径变化, 验证mPEG-acetal-PIB的酸敏感性质. 随后, 在体系中引入α-环糊精(α-CD), 诱导形成超分子水凝胶. 利用X射线衍射(XRD)分析PEG与α-CD的包结络合作用, 流变仪测试水凝胶的凝胶化时间和黏弹性. 通过体外细胞毒性试验(MTT法)证明嵌段共聚物mPEG-acetal-PIB及水凝胶均具有良好的生物相容性. 这种水凝胶能够保持创面湿润, 具有温和的冷却作用, 并且由于其带有酸敏感基团, 能够在偏酸性环境降解, 减少炎症发生率, 在水凝胶创伤敷料中具有潜在的应用.     

温度及pH敏感性水凝胶的合成及性能研究

乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸共聚物／聚丙烯酸β-羟基丙酯互穿网络水凝胶具有温度及PH双重敏感特性。经验证,在蒸馏水中,聚丙烯酸β－羟基丙酯与丙烯酸间存在络合作用,在缓溶液中,没有这样络合作用。     

乙二醇-聚(咪唑丙基-天冬酰胺)-聚丙氨酸三嵌段共聚物的合成及其pH-响应性药物控制释放性能的研究

聚天冬氨酸及其衍生物是一种具有良好生物相容性和可生物降解性的高分子材料, 被广泛应用于生物医药领域. 本研究通过大分子引发剂ω-胺基-α-甲氧基聚乙二醇引发N-羧基-α-氨基环内酸酐开环聚合和N-(3-氨丙基)咪唑侧基改性, 制备了一种侧链含有咪唑丙基的聚乙二醇-聚(咪唑丙基-天冬酰胺)-聚丙氨酸三嵌段共聚物. 在水溶液中, 此聚合物可自组装形成一种核-壳-冠型的三层共聚物胶束, 其中疏水性的聚丙氨酸链段自聚集形成胶束的核, 聚(咪唑丙基-天冬酰胺)链段形成具有pH-响应性的壳层, 用于包埋和释放药物, 外围的聚乙二醇链段可以提供一个稳定的水合冠层, 延长药物的体内循环时间. 利用咪唑环与游离阿霉素之间的π-π相互作用和疏水相互作用可以在自组装的过程中将阿霉素包埋到胶束内. 研究发现, 载药胶束随环境pH 值的降低药物的释放速率显著增加. 这主要是由于咪唑环在酸性条件下的质子化导致链段亲疏水性质发生明显变化.     

Synthesis and swelling characterizations of a poly(gamma-glutamic acid) hydrogel

Natural, biosynthesized poly(gamma-glutamic acid) (γ-PGA) was crosslinked using dihalogenoalkanes yielding hydrogels with various features. Crosslinking reactions of the polymer and swelling of the hydrogels were studied. Various reaction parameters, like temperature and catalyst content, were adjusted to give highest yields in the network production. Swelling of the hydrogels showed dramatic changes when varying experimental conditions such as the molecular weight of γ-PGA, the nature and concentration of the crosslinker, and the solution used for the swelling (ionic strength, pH). © 1996 John Wiley & Sons, Inc.     

超声波合成温敏型聚合物——聚(N-异丙基丙烯酰胺)

以N-异丙基丙烯酰胺为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,THF为溶剂,采用超声辐照聚合法合成了一种温敏型聚合物——聚(N-异丙基丙烯酰胺)(1),其结构经FT-IR表征.用UV-Vis研究了1的热相转变性能.结果表明,1具有温度敏感性,其最低临界共溶温度为34℃.