在许多应用领域,聚合物材料都被要求对特定的刺激做出响应。刺激响应聚合物能展示这种特殊的行为,在外部环境如温度、光、电场、超声、溶剂、离子、pH值等环境发生改变时,刺激响应聚合物可显著改变它们的性质,如溶解性、外部形状、强度和透明度等。例如,双亲聚合物可以在水中自组装形成胶束:疏水部分形成的内核结构提供足够的空间用来包覆各种疏水性药物,亲水链段形成的外壳保护胶束在水中稳定存在。受到外部刺激时,负载于胶束核内的药物分子得到释放,双亲聚合物胶束拥有的这种特性使其作为药物载体在医用领域得到广泛应用。同时,寻求简便、高效的刺激方式是刺激响应聚合物的研究热点,光、超声、温度作为这类刺激得到广泛应用。例如,聚合物的超声释药过程可通过超声的强度、频率、刺激时间等来控制。另一方面,具有形状记忆聚合物近年来被广泛研究,这类聚合物可通过一定手段获得临时形状,并在外部刺激下(如热、蒸汽等)回复到初始形状。研究兼具自修复和形状记忆性能的聚合物材料为该领域的热点之一。因此,本论文的研究主旨是探讨不同刺激方式下的聚合物响应行为,主要分为两类:一是制备不同类型药物输送载体,研究它们在不同刺激方式下的响应性和药物释放行为,包括光响应双亲聚合物胶束和超声刺激下水凝胶响应和释药行为;二是制备具有形状记忆和自修复功能的两性离子聚合物。具体研究内容如下:第一部分研究工作讨论双亲聚合物胶束在紫外光和近红外光下的双光响应行为研究。设计、制备的双亲聚合物P(NVP-co-NHPM)在水中自组装形成稳定的胶束溶液,疏水链段中N-O键在光照下发生断裂并导致胶束解离,负载的疏水药物得以释放。通过动态光散射(DLS)、紫外吸收光谱、荧光光谱、透射电镜和原子力显微镜等检测手段跟踪了双亲聚合物胶束的光响应行为,结果表明聚合物胶束在310 nm紫外光照射下可发生解离,胶束溶液的透过率、平均粒径和紫外特征吸收峰强度等参数表现出规律变化,且聚合物胶束的解离程度随光照强度和时间的增加而提高:聚合物胶束在0.15、0.27和0.41 mW cm-2三种不同强度下光照511 min后,透过率由83%分别增大到95%,98%和99%。同时,以尼罗红(NR)作为疏水药物模型负载胶束核内,光照反应真正实现聚合物胶束可控解离和可控释放。另一方面,利用光转换纳米粒子将近红外光转换为紫外或可见光的能力,在聚合物胶束内负载光转换纳米粒子(NaLuF4:Gd/Yb/Tm)后,成功实现了胶束在近红外光下的光响应解离与药物释放。这种新颖的产酸剂型双亲聚合物胶束能实现双光响应性,研究成果对于刺激响应双亲聚合物在载药控释领域的应用具有一定推动作用。在论文第二部分内容中,我们采用新颖、简单的方法制备了一种负载疏水药物的PVA水凝胶,这种水凝胶在超声波作用下可有效释放疏水药物。将溶解疏水药物的硅油与和PVA水溶液混合,基于冷冻解冻法获得物理水凝胶。采用尼罗红为疏水药物模型,通过荧光显微镜发现这种水凝胶具有良好的结构稳定性,硅油在水凝胶基质中以微小的液滴形式分散,即使在五周以后也看不到相分离或液滴团聚的现象。水凝胶的机械性能随着硅油含量增加而相应增大,说明硅油不仅可用作药物载体来封装疏水性药物,还可与PVA链疏水界面上的强吸附力。以水凝胶冷冻时间、水凝胶水含量、超声强度、超声脉冲时间和超声介质等因素考察超声控制下布洛芬的释放行为。通过机理研究,我们发现超声热效应会加速药物释放,但超声机械效应是水凝胶药物释放的主要原因。本研究以简单方法制备的负载疏水药物的水凝胶在超声辐照下具有很好的药物释放功能,物理交联方法避免了化学交联试剂可能的毒性,研究成果拓宽了疏水药物在水凝胶体系释放的应用,适用于其它水凝胶体系。在第三部分工作内容中,通过磺酸甜菜碱单体(SBMA)和2,3-二羟基甲基丙烯酸丙酯(GMMA)共聚得到双网络两性离子聚合物。硼酯的化学交联作为永久网络保持聚合物膜的原始形状,而离子静电作用作为可逆开关使该聚合物膜展示了热致型形状记忆材料特征。通过改变温度和盐离子含量考察两性离子聚合物膜的形状记忆变化特征,结果表明,温度越高,聚合物膜的形状固定率和回复率越高;增大盐离子含量使形状记忆功能减弱,这与盐离子在两性离子聚合物中表现出典型的“反聚电解质”行为有关。另一方面,两性离子膜材料在受损下表现出良好的自修复性能,研究表明,小分子盐可以屏蔽和破坏两性离子的链间作用,使自修复性能减弱。在应用方面,两性离子聚合物材料在不同氯化钠含量下表现出优异的抗蛋白吸附性,制备的仿生敷贴材料在水蒸气刺激下也有很好的应用价值。本研究制备的两性离子聚合物将优异的抗污染性与形状记忆、自修复功能结合,在生物医学有一定的应用价值。