皂荚多糖智能给药系统的制备及其性能评价

论文摘要

智能给药系统是一种能够对外界环境变化产生应答的新型给药系统。本文以皂荚多糖作为原料,以过硫酸铵作为引发剂,通过自由基聚合,在多糖链的活性羟基处引入N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）,制备出温度/pH敏感型接枝共聚物。在接枝共聚物中加入交联剂使之凝胶化,便可以使其具有载药能力,从而作为智能给药系统的药物载体得以应用。本文系统讨论了皂荚多糖接枝共聚物智能给药系统的制备及其载药后的药物释放能力；并通过红外光谱、热重分析、X射线衍射、核磁共振（13CNMR）、电子显微镜等分析方法对聚合物及其形成的水凝胶进行了表征；并对药物载体的物理性能进行了测定。通过研究反应条件对聚合物接枝率的影响发现：当反应温度为75℃、反应时间为5h、引发剂用量为0.025g时,所得接枝共聚物的接枝率较高。对聚合物形成的水凝胶的凝胶强度测定可知,聚合物水凝胶的凝胶强度与聚合物的接枝率成反比。离子强度及交联剂用量对水凝胶凝胶强度、失水速率和平衡溶胀度（EDS）的影响研究表明：凝胶强度和失水速率与离子强度及交联剂用量呈正相关,EDS与离子强度和交联剂用量呈负相关。使用流变仪测定聚合物溶液的粘度发现,溶液在35.5℃时粘度迅速上升。这一温度被称为聚合物的低温临界溶解度（LCST）。聚合物在低于和高于LCST时表现出很大的性能差异,从而使该聚合物制备的智能给药系统具备了良好的温度敏感性能。以盐酸青藤碱（SM）为模型药物,将其添加在已经制备好的药物载体中构成完整的智能给药系统。在智能透皮扩散仪中测定不同条件下的药物释放情况。经测定发现：该系统具备良好的温度和pH值敏感性能,温度为38℃下的药物释放速率远比30℃下的释放速率高,而pH值为1.0时的释放速率也大大高于pH值为6.8时的释放速率。此外,离子强度、交联剂用量、聚合物浓度都对智能给药系统的释药速率有不同程度的影响。通过红外光谱、TGA及核磁共振（13C NMR）分析,分别从结构上和热力学性能上进行了表征,证实了接枝共聚反应的发生。通过XRD分析,说明了接枝共聚物的结晶度比多糖原料略低,但接枝反应对多糖的晶体构型没有较大的影响。使用SEM对水凝胶表面结构进行观察,从而证实了接枝共聚反应为水凝胶带来了稳定的三维网络结构。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 引言
• 1.1 智能给药系统概述
• 1.1.1 物理刺激响应性药物释放系统
• 1.1.2 化学刺激响应性药物释放系统
• 1.1.3 生物刺激响应性药物释放系统
• 1.2 环境敏感型水凝胶
• 1.2.1 凝胶材料制备方法的发展概况
• 1.2.1.1 单体交联聚合
• 1.2.1.2 接枝共聚
• 1.2.1.3 水溶性高分子的交联
• 1.2.1.4 物理方法制备水凝胶
• 1.2.2 凝胶材料的应用
• 1.2.2.1 凝胶材料在医药领域的应用
• 1.2.2.2 凝胶材料在工业中的应用
• 1.2.2.3 凝胶材料在农林业中的应用
• 1.2.2.4 凝胶材料的其他应用
• 1.2.3 环境敏感型水凝胶种类
• 1.2.3.1 温度敏感型水凝胶
• 1.2.3.2 pH敏感型水凝胶
• 1.2.3.3 其他环境敏感型水凝胶
• 1.3 植物多糖胶及其研究概况
• 1.3.1 多糖和植物多糖胶
• 1.3.2 植物多糖胶的性能
• 1.3.3 植物多糖胶改性及应用
• 1.3.3.1 植物多糖胶改性的目的
• 1.3.3.2 植物多糖胶的改性方法
• 1.3.3.3 改性植物多糖胶的应用
• 2 皂荚多糖-N-异丙基丙烯酰胺（GSPNA）的制备及表征
• 2.1 实验仪器、试剂、材料
• 2.2 GSPNA的制备
• 2.2.1 皂荚多糖的提取
• 2.2.2 GSPNA的反应原理及合成方法
• 2.2.3 在不同反应条件下合成GSPNA
• 2.3 GSPNA结构性质表征
• 2.3.1 红外光谱分析
• 2.3.2 TGA分析
• 13C NMR)'>2.3.3 核磁共振分析(¹³C NMR)
• 2.3.4 XRD分析
• 2.3.5 共聚物低温临界溶解度的测定（LCST）
• 2.4 实验结果及讨论
• 2.4.1 反应条件对接枝率及凝胶强度的影响
• 2.4.2 聚合物表征结果与讨论
• 2.4.2.1 红外光谱分析
• 2.4.2.2 TGA分析
• 13CNMR)'>2.4.2.3 核磁共振分析(¹³CNMR)
• 2.4.2.4 XRD分析
• 2.4.2.5 LCST的测定及分析
• 2.5 小结
• 3 GSPNA水凝胶的制备及表征
• 3.1 实验仪器、设备、材料
• 3.2 GSPNA水凝胶的制备
• 3.2.1 空白GSPNA水凝胶的制备
• 3.2.2 盐酸青藤碱GSPNA水凝胶的制备
• 3.3 GSPNA水凝胶的性能测定
• 3.3.1 GSPNA水凝胶的凝胶强度测定
• 3.3.2 GSPNA水凝胶收缩率测定
• 3.3.3 GSPNA水凝胶平衡溶胀度的测定
• 3.4 GSPNA水凝胶的表征
• 3.4.1 XRD分析
• 3.4.2 SEM分析
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 GSPNA水凝胶凝胶强度结果分析
• 3.5.2 GSPNA水凝胶收缩性分析
• 3.5.3 GSPNA水凝胶EDS测定结果分析
• 3.5.4 GSPNA水凝胶表征结果与讨论
• 3.5.4.1 XRD分析
• 3.5.4.2 SEM分析
• 3.6 小结
• 4 智能给药系统的药物释放性能测定
• 4.1 实验仪器、试剂、材料
• 4.2 盐酸青藤碱分析方法的建立
• 4.2.1 最大吸收波长的测定
• 4.2.2 标准曲线的制备
• 4.3 盐酸青藤碱释放度的测定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 智能给药系统扩散系数研究
• 4.4.2 智能给药系统pH值/温度敏感性研究
• 4.4.3 离子强度、交联剂用量、聚合物浓度对药物释放度的影响
• 4.5 小结
• 5 结论
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果
• 致谢