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基于天然高分子衍生物的聚合物纳米微球的负载和释放行为研究

毛章卓  
【摘要】: 近年来,核-壳结构聚合物纳米微球在药物输送领域的应用越来越受到人们的关注。它可以对包括有机小分子和生物大分子在内的多种物质实现负载。目前,核-壳结构聚合物纳米微球的制备方法也多种多样,比如微乳液聚合法、聚电解质在模板核上的沉积法以及嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装方法等。 传统的自组装法存在步骤多、难度大、制备浓度低等缺点。我们课题组结合了自组装和原位自由基聚合,发展了一种可在水相中制备较高浓度的核-壳结构聚合物纳米微球的简单易行的方法——模板聚合法。我们用这种方法成功的制备了聚甲基丙烯酸/羟乙基纤维素(PMAA/HEC)核-壳结构纳米微球和聚丙烯酸/明胶(PAA/Gelatin)核-壳结构纳米微球。在本论文中,我们选用三种不同结构的染料作为模型分子,研究了这两种核-壳结构纳米微球的负载和释放行为。具体内容如下: (1)采用紫外-可见分光光度法研究了PMAA/HEC核-壳结构微球对阳离子染料亚甲基蓝(MB)的负载能力以及MB负载微球的体外释放行为,并用动态光散射、透射电镜、红外光谱、差示扫描量热和热失重对负载前后的纳米微球尺寸、形貌和热性能进行表征。结果表明:纳米微球对MB的负载量主要依赖于微球中的PMAA组分的量;在pH=2.0~5.0的范围内,纳米微球的负载量随pH值的升高而增加;MB负载微球在pH=2.0,3.0,4.0和5.0的释放介质中的累计释放量分别为94%、87%、51%和8%;MB的释放速度和释放总量随释放介质的温度和离子强度的上升而增加;在不同pH值的释放介质中交替释放时,MB负载微球表现出释放的可控性。 (2)采用紫外-可见分光光度法研究了PMAA/HEC核-壳结构微球对阴离子染料酸性红14(AR14)的负载能力以及AR14负载微球的体外释放行为,并用动态光散射、红外光谱和热失重对负载前后的纳米微球进行表征。结果表明:纳米微球对AR14负载量主要依赖于染料分子的聚集形态和微球结构的致密程度;AR14负载微球在pH=1.0,3.0和5.0的释放介质中的累计释放量分别为73.2%、97.5%和97.8%;释放介质温度的上升可以增加AR14负载微球的释放速度,但没有改变其释放总量;AR14的释放速度和释放总量随着释放介质离子强度的上升而减小。 (3)选取分散深蓝(DB79)作为模型分子,研究了PMAA/HEC核-壳结构纳米微球对疏水性物质的负载能力。结果表明,纳米微球对DB79的负载量仅为0.058mg/g。 (4)用动态激光光散射跟踪了PAA/Gelatin核-壳结构纳米微球的空心化过程。结果表明,纳米微球在空心化过程中,散射光强随透析时间的增加而逐渐减小;空心化以后样品的尺寸大幅增加,约为空心化前的两倍。 (5)研究了PAA/Gelatin核-壳结构纳米微球和PAA/Gelatin空心纳米微球对MB的负载和释放行为。结果表明,在相同的负载条件下,空心纳米微球对MB的负载速度较快;在负载平衡时,空心纳米微球对MB的负载量也大于核壳纳米微球,分别为0.59mg/mg和0.48mg/mg。


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