生物降解pH敏感性水凝胶的制备与性能研究

论文摘要

本研究以乙二胺四乙酸酐（EDTAD）和丁二胺（BDA）为主要原料,设计和合成出了两种新型的同时具有完全的生物可降解性、敏锐的pH敏感性和良好的生物相容性的医用水凝胶材料。采用傅立叶红外光谱仪（FTIR）、核磁共振波谱仪（NMR）、扫描电镜（SEM）和常规的化学分析方法等手段表征了材料的化学结构和pH敏感性,并初步考查了材料的降解性和细胞毒性。主要研究内容和获得的结论如下:1、采用乙二胺四乙酸酐（EDTAD）和丁二胺（BDA）按1:1（摩尔比）在溶液中进行热缩聚反应,合成了多元酰亚胺共聚物pEDTAD-BDA-Imide;再以BDA为交联剂,与pEDTAD-BDA-Imide反应得到侧链含大量氨基和少量羧基的交联网络聚合物BDA-crosslinked-pEDTAD-BDA I。①FTIR、NMR和SEM表征结果表明,按本研究所述合成方法能成功制备多元酰亚胺共聚物pEDTAD-BDA-Imide和侧链含氨基和羧基的BDA-crosslinked-pEDTAD-BDA I交联网络聚合物。②溶胀性能测试表明,BDA-crosslinked-pEDTAD-BDA I交联网络聚合物具有较大的溶胀比,溶胀比随交联剂用量的增大而降低;而溶胀速率随温度升高而加快。③pH敏感性测试表明,该水凝胶具有明显的pH敏感性,尤其在pH=23之间具有最敏锐的pH敏感性,呈现典型的酸敏性水凝胶的特征。④初步的降解实验表明,BDA-crosslinked-EDTAD-BDA I在pH7.4的PBS缓冲体系中其失重率随时间呈线性增大关系,即其降解速率基本恒定。这种较为稳定的降解特征将有利于药物的恒速释放。⑤通过直接评价和间接评价对BDA-crosslinked-EDTAD-BDA I进行了细胞毒性评价,实验表明,水凝胶材料无明显的细胞毒性。2、乙二胺四乙酸酐（EDTAD）和丁二胺（BDA）按1:1（摩尔比）在溶液中进行N-酰化开环化反应得到侧链只含-COOH的直链共聚物pEDTAD-BDA;然后以二环己基碳二亚胺（DCC）为缩合剂,使pEDTAD-BDA与BDA交联即形成侧链只含羧基的交联网络聚合物BDA-crosslinked-pEDTAD-BDA II。①FTIR和NMR测试结果表明,按本研究所述制备方法可成功制备侧链只含羧基的交联聚合物网络BDA-crosslinked-pEDTAD-BDA II。②用茚三酮显色法测定了pEDTAD-BDA的数均分子量。测试结果表明,控制工艺条件,可制得不同分子量的pEDTAD-BDA。③pH敏感性实验测试表明,BDA-crosslinked-pEDTAD-BDA II对pH变化响应敏感。在pH为3和7时,水凝胶溶胀率不大,但在pH=12时具有最敏锐的pH敏感性,呈现典型的碱敏性水凝胶的特征。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 PH 敏感水凝胶的作用原理
• 1.3 PH 水凝胶的制备原料
• 1.3.1 天然高分子类pH 敏感水凝胶
• 1.3.2 合成高分子类pH 敏感水凝胶
• 1.4 PH 敏感水凝胶在药物释放领域的应用
• 1.5 问题的提出及研究的意义
• 1.6 研究工作
• 1.7 本论文的创新点
• 2 基于EDTAD 和BDA 的酸敏性PH 敏感型水凝胶制备和表征
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要材料与设备
• 2.2.2 水凝胶的合成
• 2.2.3 产物的表征与测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 pEDTAD-BDA-Imide 及BDA-crosslinked-EDTAD-BDA I 的合成原理
• 2.3.2 pEDTAD-BDA-Imide 及BDA-crosslinked-EDTAD-BDA I 的结构表征
• 2.3.3 BDA-crosslinked-EDTAD-BDA I 水凝胶的溶胀性能
• 2.4 小结
• 3 PH 敏感性水凝BDA-CROSSLINKED-EDTAD-BDAI 的降解性
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂和仪器
• 3.2.2 水凝胶的水解性能
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 小结
• 4 PH 敏感性水凝胶BDA-CROSSLINKED-EDTAD-BDA I 的细胞毒性评价
• 4.1 引言
• 4.1.1 种子细胞的选择
• 4.1.2 材料细胞毒性评价方法的选择
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 细胞毒性实验模型的设计
• 4.2.2 材料、试剂与仪器
• 4.2.3 HUVEC 的培养与鉴定
• 4.2.4 细胞毒性评价实验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 HUVEC 的培养与鉴定
• 4.3.2 细胞毒性间接评估
• 4.3.3 细胞毒性直接评估
• 5 基于EDTAD 与BDA 的碱敏性PH 敏感型水凝胶的初步研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 原料和试剂
• 5.2.2 pH 敏感水凝胶（BDA-crosslinked-pEDTAD-BDA II）的合成
• 5.2.3 材料的表征
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 直链共聚物pEDTAD-BDA 的1H NMR 和13C NMR 表征
• 5.3.2 pEDTAD-BDA 和BDA-crosslinked-EDTAD- BDA II 的红外光谱表征
• 5.3.3 茚三酮法测定pEDTA-BDA 的数均分子量
• 5.3.4 BDA-crosslinked-EDTAD-BDA II 的溶胀实验
• 5.4 结论
• 6 结论和后续工作建议
• 6.1 主要结论
• 6.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录