聚天冬氨酸吸水性树脂是一种吸水性能良好的可生物降解高分子材料,生物相容性好且容易合成,在环境保护、农业生产、医疗卫生等领域有着极为广阔的应用前景,也是目前国际上吸水性树脂研究的热点。然而,化学交联法制备的聚天冬氨酸树脂有毒性,合成过程中的中间体聚琥珀酰亚胺不溶于水,产物后处理困难且有环境隐患。同时,聚天冬氨酸水凝胶在乙醇溶液中的溶胀倍率很低,载药量不高,严重限制了这类材料在医药方面的应用。另外,聚天冬氨酸吸水性树脂还存在结构单一、耐盐性能差、热稳定性差等缺点,必须对其性能进行改进研究。互穿网络技术是常用的对聚合物进行改性的有效方法。本文首先采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对聚琥珀酰亚胺改性,在水体系通过水解交联反应合成改性的聚天冬氨酸吸水性树脂。随后将互穿聚合物网络引入到吸水性树脂中,通过形成互穿网络结构实现了各组分之间性能上的互补和功能上的协同,在不改变树脂生物降解、生物相容性的前提下,采用聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖与聚天冬氨酸进行互穿,得到既能继承聚天氨酸的两性pH敏感性和良好的热敏感性,又具有较高吸液倍率、耐盐性和较高载药能力及药物缓释性能的互穿网络吸水性树脂。本论文的主要研究内容和创新结果包括以下几个方面:1、制备了环境友好型的聚天冬氨酸吸水性树脂。采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)作为改性剂,先对聚琥珀酰亚胺进行改性,然后通过水解和交联两步合成了新型结构的聚天冬氨酸(kpasp)吸水性树脂,交联反应在水溶液中实现,避免了有毒性的二胺类化合物的使用。结果表明制备的kpasp吸水性树脂在蒸馏水中吸水倍率最高可达180g/g。kpasp吸水性树脂在人工血和人工尿中的吸液性能分别达到57g/g和28g/g,且保持了较好的盐敏感性和ph敏感性。研究结果表明合成的聚天冬氨酸吸水性树脂有望在医疗卫生领域获得重要应用。2、在水体系中采用一步互穿法合成聚天冬氨酸/聚乙烯醇互穿网络(kpasp/pvaipn)高吸水性树脂,当kpasp与pva的质量比为1:0.5时,树脂吸液倍率在蒸馏水中可达到273g/g,在0.9%的nacl溶液中为89g/g。kpasp/pvaipn吸水性树脂在人工血和人工尿中的吸液倍率分别达到167g/g和70g/g,以水杨酸作为模型药物,kpasp/pvaipn吸水性树脂在ph=9的介质环境中的药物释放率达到65%。3、通过简单无污染的二步加热-溶液聚合法将聚天冬氨酸交联网络与羧甲基纤维素交联网络相互贯穿,合成了聚天冬氨酸/羧甲基纤维素半互穿(kpasp/cmcsemi-ipn)、全互穿网络(kpasp/cmcipn)高吸水性树脂,并以水杨酸为模型药物,研究了各个树脂的载药率和其在不同介质中的释放行为。互穿网络树脂的最佳合成条件为:kpasp与cmc的质量比为1:1,二次加热温度为145℃,加热时间为15分钟。kpasp/cmcipn吸水性树脂吸液倍率在蒸馏水中可达到413g/g,在0.9%的nacl溶液中为114g/g。在人工血和人工尿中的吸液性能分别达到261 g/g和86 g/g,在pH=9.0的介质环境中的药物释放率高达76%。4、羧甲基壳聚糖分子中含有大量的-OH、-NH2、-COOH等基团,可以大大提高它与金属离子络合反应的能力及其速度。我们用戊二醛作为羧甲基壳聚糖交的联剂,将改性后的聚天冬氨酸和羧甲基壳聚糖树进行互穿,制备了聚天冬氨酸/羧甲基壳聚糖互穿网络吸水性树脂。KPAsp与CMCTS的质量比为1:0.6,KPAsp/CMCTS IPN吸水性树脂吸液倍率在蒸馏水中可达到306 g/g,在0.9%的NaCl溶液中为95 g/g。KPAsp/CMCTS IPN吸水性树脂在人工血和人工尿中的吸液倍率分别达到201 g/g和75 g/g,对KPAsp/CMCTS IPN吸水性树脂的药物缓释进行测试,KPAsp/CMCTS IPN吸水性树脂在pH=9介质环境中的药物释放率为73%。对吸水性树脂的pH、温度、盐敏感性进行测试,结果表明,IPN技术使得两种树脂网络穿插在一起,既保留了聚天氨酸的两性pH敏感性和良好的热敏感性,又提高了树脂的吸液性能.5、用Korsmeyer–Peppas理论对药物缓释行为进行动力学分析,水杨酸从KPAsp/PVA IPN吸水性树脂中的释放过程遵循非Fickian扩散机理。溶胀动力学研究表明:KPAsp吸水性树脂的溶胀行为属于Fickian扩散过程,而KPAsp/CTS IPN树脂的溶胀行为属于非Fickian扩散过程。