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pH/温度响应性聚N-丙烯酰基甘氨酸酯水凝胶的制备及性能研究

张朋飞  
【摘要】: 环境敏感性高分子水凝胶(智能水凝胶)是一类对外界环境条件微小刺激能够产生物理或者化学性质等敏感响应行为的水凝胶。外界环境的刺激主要包括pH值、温度、离子强度、电场、磁场和光等等。目前,智能水凝胶的研究主要集中在pH值、温度敏感性及pH值/温度双重敏感水凝胶。这类材料独特的响应行为在药物控制释放、酶的固定、生物分离提纯、组织工程、仿生材料和化学阀门等领域均具有广泛的应用价值。 本论文的主要内容为:制备了pH/温度响应聚N-丙烯酰基甘氨酸酯水凝胶并对其性能进行了表征,系统研究了具有pH/温度双重响应性水凝胶的药物缓释行为,通过差示扫描量热法研究了水凝胶中水的存在状态以及不同状态水的含量,全文共分三部分。 第一章:在文献综述中对智能水凝胶的定义、分类、制备方法和表征方法做了系统的介绍,同时论述了pH/温度双重响应性聚合物水凝胶的合成及其在生物医学工程领域中的应用研究。 第二章:以N-丙烯酰基-甘氨酸甲酯(NAGME)、N-丙烯酰基-甘氨酸乙酯(NAGEE)和丙烯酸(AAc)为原料,通过自由基聚合合成了在生理体温范围具有pH/温度响应性聚N-丙烯酰基甘氨酸酯共聚物水凝胶(PMEA)。系统研究了丙烯酸含量、pH值、温度和无机盐离子对水凝胶溶胀行为的影响,以此共聚物水凝胶为药物载体,通过原位交联聚合包埋技术将具有药物活性的咖啡因包埋在其中,研究了不同时间以及不同温度下PMEA水凝胶的药物释放行为,利用水凝胶的敏感性,实现了对药物的可控释放。这种双重敏感高分子共聚物材料有望在药物控制释放领域得到实际应用。 第三章:制备了温敏性聚N-丙烯酰基甘氨酸酯/聚乙二醇半互穿网络水凝胶,研究了不同聚乙二醇和交联剂含量水凝胶在蒸馏水中溶胀度随时间的变化规律,以及pH值和无机盐离子对水凝胶溶胀行为的影响;通过差示扫描量热法进一步考察了聚合物水凝胶在不同PEG含量、pH值、无机盐浓度溶液中水的存在状态以及各种状态水的含量。这对各种半互穿网络结构的水凝胶材料的理论研究和实际开发,具有一定的借鉴意义。


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