多重交联PNIPAM基水凝胶的制备及性能研究
可注射水凝胶在外用医疗材料、组织工程支架、药物传输与载体等领域具有广泛的应用。聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)聚合物链上存在亲水和疏水基团，对温度有很好地敏感响应性，且其临界相转变温度(LCST)在32℃左右与人体体温相近，因而在生物智能材料领域具有广泛的应用前景。醛肼交联注射型PNIPAM水凝胶可通过醛基和肼基在室温下快速发生交联反应制得，但由于反应时间短，形成的腙键共价键网络存在缺陷，导致水凝胶的力学性能较差。聚(N-丙烯酰基甘氨酰胺)(PNAGA)分子间存在双酰胺氢键，自身可形成高强度水凝胶，且具良好的生物相容性，将其引入PNIPAM水凝胶体系，PNAGA不仅与PNIPAM的化学结构具有一定地相似性，而且可通过氢键交联提高PNIPAM水凝胶强度，特别是氢键增强简单高效，无需添加额外的交联剂，特别适用于生物材料的制备。本课题先通过自由基水溶液聚合制得PNAGA，然后通过控制PNAGA水溶液的浓度，保证其在室温下的溶解状态，将其稀水溶液分别与醛化多糖和肼化PNIPAM混合，经室温共注射，原位制备了PNAGA氢键增强的醛肼交联型PNIPAM基温敏水凝胶。论文主要工作如下: 1.PNAGA的制备及表征。以丙烯酰氯和甘氨酰胺盐酸盐反应制得的N-丙烯酰基甘氨酰胺(NAGA)为单体，以偶氮二异丁基脒盐酸盐(AIBA)为引发剂，通过自由基水溶液聚合制得PNAGA。考察了体系pH值和反应温度对PNAGA聚合的影响，并用傅里叶变换红外光谱仪、凝胶渗透色谱仪对PNAGA的结构、分子量及其分布进行了表征。结果表明:AIBA引发NAGA聚合的适宜温度为60℃，pH为5-6;所得PNAGA的数均分子量约240，000g·mol-1，分子量分布为1.32。 2.PNAGA增强的PNIPAM基温敏水凝胶的制备与表征。以醛化多糖和肼化PNIPAM为原料，以低浓度PNAGA水溶液(≤1.5％）为增强剂，经共注射制备目标水凝胶，并对其形貌和性能进行研究。 (1)用扫描电子显微镜观察水凝胶经冷冻干燥后的内部形貌，水凝胶除去水分后残留的聚合物呈现网状多孔结构，且经PNAGA增强的水凝胶内部孔径明显小于常规PNIPAM水凝胶。 (2)用平行板流变仪对水凝胶的动态模量进行表征，考察了用不同质量分数PNAGA水溶液制备的水凝胶的动态模量。低浓度PNAGA水溶液（质量浓度≤1.5％）可以对醛肼交联水凝胶进行补强，最大储能模量可达517.0kPa，是常规PNIPAM基醛肼交联水凝胶储能模量(90.2kPa)的5.7倍。 (3)水凝胶的温敏性能研究表明，在25℃和37℃的交替循环温度下，水凝胶在PBS缓冲液中表现出良好的温敏性能。 (4)水凝胶在酸性条件下的解交联性能研究表明，体系酸浓度越高，解交联越快，经PNAGA增强的水凝胶解交联时间延长。 (5)用水凝胶对β肾上腺素受体阻滞药（盐酸普萘洛尔）进行药物负载，并对其药物缓释性能进行了研究，经PNAGA增强的水凝胶药物释放率稍快于常规水凝胶，且随药物浓度增大而减慢，总药物释放时间大于10天，药物释放量达90％以上。
水凝胶;制备工艺;结构形貌;温敏性能;药物释放率
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
石淑先
2019
中文
TB347
2019-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）