聚酰胺—甲基丙烯酰胺与聚酸酐凝胶的合成与药物控释研究

聚酰胺—甲基丙烯酰胺与聚酸酐凝胶的合成与药物控释研究

论文摘要

树枝状聚酰胺-甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸酐化癸二酸共聚凝胶有望作为骨替代材料以改善聚酸酐在降解时间和药物释放方面的缺陷。首先,采用发散法,以乙二胺为引发核与丙烯酸甲酯通过Michael加成反应生成0.5G (Genaration)四元酯,产物与过量乙二胺发生氨解反应生成1.0G四元酰胺化合物,重复以上Michael加成和氨解反应步骤得到2.0G聚酰胺-胺(2.0G-PAMAM)树状分子,产物为淡黄色胶状液体。对产物进行红外光谱、核磁共振表征以及元素分析,结果证实所制备的PAMAM树状分子中各种特征官能团和端基的存在,与理论结构相符。其次,采用真空熔融缩聚法第一步由乙酸酐与α-甲基丙烯酸制备乙酸甲基丙烯酸酐(SA),第二步由SA和癸二酸制备甲基丙烯酸酐化癸二酸(MSA),产物为白色粉末。对产物进行红外光谱、核磁共振氢谱表征,结果证实所制备的MSA分子中各种特征官能团和端基的存在,与理论结构相符。第三,采用酰化法,由甲基丙烯酰氯与2.0G聚酰胺-胺通过加成消去反应合成树枝状聚酰胺-甲基丙烯酰胺(PAMAM-DB),产物与甲基丙烯酸酐化癸二酸在光引发剂存在下,经过紫外光照射得到树枝状聚酰胺-甲基丙酰胺与聚酸酐共聚凝胶(PAMAM-DB-g-MSA),对不同甲基丙烯酸酐化癸二酸含量的凝胶进行红外表征,结果证实所制备的凝胶随着甲基丙烯酸酐化癸二酸质量分数的改变分子中主要特征官能团和端基的存在和变化,与理论上的结构变化符合。最后,对所合成的凝胶进行物理化学性能分析,用差示扫描量热法DSC (Differential Scanning Calorimetry)对其热性能和稳定性进行分析探讨。通过测量凝胶在模拟体液中的pH变化,失重量、溶胀度以及表面形貌的变化来研究不同聚酸酐含量的凝胶的生物降解性能。实验表明,聚酸酐含量为40-50wt%的凝胶以表面溶蚀的方式降解,随着甲基丙烯酸酐化癸二酸(MSA)在凝胶中含量不同,降解时间在45~60天之间,pH在6.50-8.06范围内改变。选取MSA50作为模型药物氧氟沙星的载体,进行控释药物行为研究,包埋氧氟沙星凝胶的降解实验表明,可以通过改变聚酸酐的含量控制降解时间和药物释放量。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 树枝状高分子
  • 1.1.1 树枝状高分子的结构与合成
  • 1.1.2 树枝状高分子的研究进展
  • 1.1.3 树状聚合物在生物医学方面的应用
  • 1.2 聚酸酐以及聚酸酐聚合物
  • 1.3 药物控制释放
  • 1.3.1 定速释放技术
  • 1.3.2 定位释放技术
  • 1.3.3 定时释放技术
  • 1.4 药物释放机理
  • 1.4.1 扩散控制释放
  • 1.4.2 化学过程控制
  • 1.4.3 体外调节控制
  • 1.4.4 自动调节控制
  • 1.5 凝胶的发展及应用
  • 1.5.1 聚丙烯酰胺型凝胶
  • 1.5.2 聚丙烯酸类
  • 1.5.3 聚乙烯醇
  • 1.5.4 聚磷睛
  • 1.5.5 聚肽
  • 1.6 选题意义及实验方案设计
  • 1.6.1 选题意义
  • 1.6.2 实验方案设计
  • 第二章 聚酰胺-胺及其衍生物的制备与表征
  • 2.1 合成路线图
  • 2.1.1 合成原理
  • 2.1.2 树枝状分子合成线路
  • 2.1.3 产物结构示意图
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 实验仪器
  • 2.2.2 主要试剂
  • 2.2.3 聚酰胺-胺及聚酰胺-甲基丙烯酰胺的制备
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 PAMAM结构表征
  • 2.3.2 聚酰胺-甲基丙烯酰胺结构表征
  • 2.3.3 元素分析
  • 2.4 小结
  • 第三章 甲基丙烯酸酐化癸二酸以及共聚凝胶的制备和表征
  • 3.1 聚酸酐以及共聚凝胶的合成路线设计
  • 3.1.1 MSA的合成路线
  • 3.1.2 凝胶的合成路线
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 实验仪器
  • 3.2.2 实验试剂
  • 3.2.3 聚酸酐的制备
  • 3.2.4 共聚凝胶的制备
  • 3.2.5 共聚凝胶实物图
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 MSA及共聚凝胶的制备
  • 3.3.2 甲基丙烯酸酐化癸二酸的结构表征
  • 3.3.3 共聚凝胶的结构表征
  • 3.4 小结
  • 第四章 聚酰胺-甲基丙烯酰胺-聚酸酐凝胶的性能研究
  • 4.1 实验设计
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 实验仪器
  • 4.2.2 实验药品
  • 4.2.3 模拟体液的配置
  • 4.2.4 凝胶降解过程中pH、失重量、溶胀量测定以及表面形貌分析
  • 4.2.5 标准曲线绘制
  • 4.2.6 包埋药品凝胶降解过程中释药量测定
  • 4.3 降解性能研究
  • 4.3.1 pH变化和失重分析
  • 4.3.2 溶胀性和表面形貌分析
  • 4.4 凝胶对药物氧氟沙星的控制释放行为
  • 4.5 小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间主要研究成果
  • 相关论文文献

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