pH敏感水凝胶的合成及性能研究

pH敏感水凝胶的合成及性能研究

论文摘要

本论文采用光引发自由基聚合合成了一系列pH敏感的水凝胶,包括P(MAA-EG)-BSA半互穿网络水凝胶,P(CL/EG-MAA)全互穿网络可降解水凝胶,P(CL-MAA-EG)全互穿网络可降解水凝胶。在文中对其结构与性能作了详细的研究,而且对P(CL/EG-MAA)全互穿网络可降解水凝胶作了动物毒性初步评价。首先,我们以MAA、PEGDMA和BSA为原料通过紫外引发聚合合成出一种pH敏感半互穿网络结构的水凝胶,对其溶胀性能进行研究。研究发现这些凝胶的溶胀率随着缓冲溶液pH值从1.7增加到9.23也逐步的增大。凝胶中MAA、PEG、BSA和交联剂BIS含量对凝胶的溶胀行为有重大影响。该类材料具有很好溶胀率,对pH变化有灵敏的响应性,但是由于其不可降解性,在应用中一定程度上受到限制。接着通过己内酯开环聚合,然后再在两段接双键合成出预聚大单体PCL-GMA,接着与MAA和PEGDMA为原料通过紫外引发聚合合成出一种pH敏感全互穿网络结构的可降解的P(CL/EG-MAA)水凝胶,利用H-NMR和FTIR对其结构进行表征。并详细考察PCL、PEG、MAA含量和PEG分子量对溶胀率、水解率的影响。研究发现,该类型水凝胶具有一定的pH敏感特性,而且可以水解,因此在药物载体材料有很大的潜在应用。但是,研究发现当PCL含量过多,水凝胶的溶胀率减小,pH敏感特性降低,而PCL含量过少,降解性能变差。该类材料具有一定的pH响应性,可降解性;但是由于结构紧密,疏水性强,强度高,引起溶胀行为和pH响应的滞后现象。然后,对P(CL/EG-MAA)水凝胶作了毒理学评价,发现该种水凝胶的生物相容性非常的好。在小鼠身上没有中毒和其他副作用出现。最后,通过在第三章的基础上,重新合成了P(CL-MAA-EG)全互穿网络可降解水凝胶。利用H-NMR和FTIR对该种水凝胶结构进行表征。并详细考察PCL、PEG、MAA含量和PEG分子量对溶胀率、水解率的影响。该种水凝胶通过结构的改变,使材料的溶胀性能,pH响应性,降解性能都得到了大幅度的提高。该类水凝胶具有很高的溶胀率,对pH变化响应敏感,而且可以降解,生物相容性好,无毒副作用,因此在药物载体材料有着巨大的潜在应用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1.引言
  • 1.1 概述
  • 1.2 水凝胶的制备
  • 1.3 pH敏感水凝胶的吸水机理及结构
  • 1.4 pH敏感水凝胶研究进展及药物载体方面应用
  • 1.5 本课题的提出
  • 2.pH敏感的P(MAA-EG)-BSA半互穿网络水凝胶的合成及表征
  • 2.1 实验部分
  • 2.1.1 材料
  • 2.1.2 实验设备
  • 2.1.3 P(MAA-EG)-BSA半互穿网络水凝胶的合成
  • 2.1.4 P(MAA-EG)-BSA半互穿网络水凝胶的提纯
  • 2.1.5 红外光谱分析
  • 2.1.6 水凝胶的溶胀率测试
  • 2.1.7 水凝胶的溶胀/收缩性能测试
  • 2.2 结果与讨论
  • 2.2.1 水凝胶的表征
  • 2.2.2 水凝胶的溶胀行为
  • 2.2.3 水凝胶溶胀/收缩行为
  • 2.3 本章小结
  • 3.全互穿网络降解pH敏感P(CL/EG-MAA)水凝胶的合成表征
  • 3.1 实验部分
  • 3.1.1 材料
  • 3.1.2 实验设备
  • 3.1.3 PCLOH大分子的合成
  • 3.1.4 PCL-GMA大分子的合成
  • 3.1.5 P(CL/EG-MAA)水凝胶的合成及提纯
  • 3.1.6 核磁共振氢谱
  • 3.1.7 红外光谱分析
  • 3.1.8 SEM
  • 3.1.9 水凝胶的吸水率
  • 3.1.10 凝胶度(Gel content)
  • 3.1.11 水凝胶的水解性能
  • 3.2 结果与讨论
  • 3.2.1 大单体的表征
  • 3.2.2 凝胶度
  • 3.2.3 水凝胶的吸水行为
  • 3.2.4 水凝胶的水解行为研究
  • 3.3 本章小结
  • 4.P(OL/EG-MAA)水凝胶毒理学评价
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 样品制备
  • 4.1.2 试验动物及饲养
  • 4.1.3 主要仪器
  • 4.1.4 试验方法
  • 4.2 结果
  • 4.2.1 小鼠急性经口毒性试验
  • 4.2.2 病理学观察
  • 4.3 结论
  • 5.全互穿网络降解pH敏感智能P(CL-MAA-EG)水凝胶的合成表征
  • 5.1 实验部分
  • 5.1.1 材料
  • 5.1.2 实验设备
  • 5.1.3 HEMA-PCL大分子的合成
  • 5.1.4 P(CL-MAA-EG)的合成
  • 5.1.5 P(CL-MAA-EG)水凝胶的提纯
  • 5.1.6 核磁共振氢谱
  • 5.1.7 红外光谱分析
  • 5.1.8 SEM
  • 5.1.9 水凝胶的吸水率
  • 5.1.10 凝胶度
  • 5.1.11 水凝胶的溶胀/收缩性能
  • 5.1.12 水凝胶的水解性能
  • 5.2 结果与讨论
  • 5.2.1 大单体的表征
  • 5.2.2 凝胶度
  • 5.2.3 水凝胶的吸水行为
  • 5.2.4 水凝胶的pH敏感特性的溶胀/收缩行为
  • 5.2.5 水凝胶的水解行为研究
  • 5.3 本章小节
  • 6、结论
  • 参考文献
  • 作者在读期间科研成果简介
  • 致谢
  • 相关论文文献

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