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p（NVP-co-β-HPAT）/CS互穿网络凝胶的合成与环境响应特性研究

作　者: 许晨曦
导　师: 潘春跃
学　校: 中南大学
专　业: 有机化学
关键词: 壳聚糖 N-乙烯基吡咯烷酮丙烯酸β-羟基丙酯半互穿全互穿温度及pH敏感水凝胶溶胀度水杨酸药物释放
分类号: O648.17
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

壳聚糖(Chitosan)是虾、蟹和昆虫壳骨架中提取物甲壳素的脱乙酰产物,是自然界中唯一的碱性多糖。它来源丰富,是一种可再生的天然高分子材料。壳聚糖具有生物相容性好、易生物降解、无毒、环境友好等特性;壳聚糖及其衍生物有着广泛的用途,特别是在生物医学领域,可用作药物载体、人工软组织材料(如人工皮)等。环境敏感性水凝胶(智能水凝胶)在药物控制释放、酶的固定化及生物物质分离提纯等方面有着诱人的应用前景,因而近年来受到普遍关注。目前,无论在学术还是在应用领域,以pH/温度敏感水凝胶的研究尤为活跃。本文选用壳聚糖(CS)与具有温敏性的N-乙烯基吡咯烷酮聚丙烯酸β-羟基丙酯(NVP-co-β-HPAT)为基本原料,制备了系列新型温度/pH敏感p(NVP-co-β-HPAT)/CS半互穿(semi-IPN)和全互穿(full-IPN)水凝胶,系统地研究了这类凝胶的结构对其溶胀、消溶胀性能的影响,并对其响应机理进行了探讨,同时对这类凝胶的药物缓释性能进行了初步地研究,取得了以下主要研究结果:首先,采用半互穿聚合物网络技术(semi-IPN)制备了一类新型的p(NVP-co-β-HPAT/CS半互穿聚合物网络水凝胶,考察了温度、pH值、离子强度以及单体配比等对凝胶溶胀度的影响。结果表明,该凝胶具有较敏锐的温度及pH敏感特性;离子强度在小于2.0 M的范围内,对这种半互穿凝胶的溶胀行为影响不明显;随着NVP含量的增大,凝胶的溶胀率增大。在温度为20℃和45℃的去离子水中,以及pH=3.0和pH=8.0的柠檬酸/磷酸氢二钠缓冲溶液中,p(NVP-co-β-HPAT)/CS凝胶的溶胀-收缩具有可逆性。semi-IPN水凝胶消溶胀速率明显快于NVP-co-β-HPAT凝胶的消溶胀速率。其次,在p(NVP-co-β-HPAT)/CS半互穿聚合物网络水凝胶的基础上,用戊二醛交联CS,合成了p(NVP-co-β-HPAT)/CS全互穿聚合物网络(full-IPN)水凝胶。室温下,full-IPN凝胶的平衡溶胀度和溶胀速率均小于semi-IPN凝胶的平衡溶胀度和溶胀速率。full-IPN凝胶的消溶胀速率明显快于semi-IPN凝胶的消溶胀速率。最后,以水杨酸(salicylic acid)为模型药物,对p(NVP-co-β-HPAT)/CS semi-IPN水凝胶的释药性能做了初步研究。结果表明,在20℃,pH=7.4时,药物的释放速率以及释放量都随着凝胶中NVP含量的增加而增大。在20℃时,pH对药物释放速率影响较小,而在45℃时,药物的释放速率受pH的影较大。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-25
  1.1 壳聚糖概况  10-16
    1.1.1 壳聚糖简介  10-12
    1.1.2 壳聚糖互穿聚合物网络的改性  12
    1.1.3 壳聚糖的共混改性  12
    1.1.4 壳聚糖及其衍生物的应用  12-16
  1.2 智能水凝胶  16-23
    1.2.1 智能水凝胶的定义及类型  16-19
    1.2.2 智能水凝胶的最新发展  19-22
    1.2.3 智能水凝胶的应用  22-23
  1.3 课题研究的背景和内容  23-25
第二章 P(NVP-CO-B-HPAT)/CS SEMI-IPN水凝胶的制备及溶胀性能研究  25-41
  2.1 引言  25
  2.2 实验部分  25-28
    2.2.1 试剂和仪器  25-26
    2.2.2 凝胶样品的制备  26-27
    2.2.3 凝胶的测试与表征  27
    2.2.4 凝胶溶退胀性能  27-28
    2.2.5 水凝胶的溶胀-退胀动力学  28
  2.3 结果与讨论  28-39
    2.3.1 水凝胶红外分析  28-29
    2.3.2 水凝胶热分析  29-30
    2.3.3 水凝胶的形态观察  30-31
    2.3.4 水凝胶的温度敏感性  31-32
    2.3.5 水凝胶的pH敏感性  32-33
    2.3.6 溶胀动力学  33-35
    2.3.7 消溶胀动力学  35-36
    2.3.8 水凝胶在不同浓度NaCl水溶液中的溶胀行为  36-37
    2.3.9 离子强度对semi-IPN水凝胶温敏特性的影响  37-38
    2.3.10 水凝胶的溶胀-退胀可逆性能  38-39
  2.4 本章小结  39-41
第三章凝胶网络结构对P(NVP-CO-B-HPAT)/CS水凝胶性能的影响  41-49
  3.1 引言  41
  3.2 实验部分  41-43
    3.2.1 试剂和仪器  41-42
    3.2.2 凝胶样品的制备  42-43
    3.2.3 凝胶测试与表征  43
    3.2.4 凝胶溶退胀性能  43
    3.2.5 水凝胶的溶胀-退胀动力学  43
  3.3 结果与讨论  43-48
    3.3.1 红外分析  43-44
    3.3.2 水凝胶形态观察  44-45
    3.3.3 温度对不同网络结构水凝胶溶胀度的影响  45
    3.3.4 pH对不同网络结构水凝胶溶胀度的影响  45-46
    3.3.5 不同网络结构水凝胶的溶胀行为  46-47
    3.3.6 不同网络结构水凝胶的消溶胀行为  47-48
  3.4 本章小结  48-49
第四章 P(NVP-CO-B-HPAT)/CS SEMI-IPN药物缓释性能的初步研究  49-56
  4.1 引言  49
  4.2 实验部分  49-51
    4.2.1 试剂和仪器  49-50
    4.2.2 凝胶式样及药物  50
    4.2.3 水杨酸的标准工作曲线  50
    4.2.4 药物的包埋  50-51
    4.2.5 药物体外释放测定  51
  4.3 结果与讨论  51-55
    4.3.1 凝胶载药性能研究  51-52
    4.3.2 单体的不同配比对药物释放性能的影响  52
    4.3.3 介质温度对水凝胶释放性能的影响  52-53
    4.3.4 介质的pH值对药物释放性能的影响  53-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章总结  56-57
参考文献  57-64
致谢  64-65
硕士期间主要研究成果  65

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