【摘 要】
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刺激响应性水凝胶对多种环境条件(如电场、溶液pH值、温度和化学物质)的敏感性,使其在药物释放控制、微尺度传感器、微流控、过滤/分离等领域得到了广泛的探索。温度和pH双重敏感性水凝胶作为其中一种重要的刺激响应性水凝胶,其能够对人体重要的生理参数温度和pH做出响应,被广泛应用于药物输送系统。聚乳酸(PLA)是一种疏水性聚合物,具有无毒、无刺激性和良好的生物相容性,使用完成后可以完全降解为H2O和CO2
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刺激响应性水凝胶对多种环境条件(如电场、溶液pH值、温度和化学物质)的敏感性,使其在药物释放控制、微尺度传感器、微流控、过滤/分离等领域得到了广泛的探索。温度和pH双重敏感性水凝胶作为其中一种重要的刺激响应性水凝胶,其能够对人体重要的生理参数温度和pH做出响应,被广泛应用于药物输送系统。聚乳酸(PLA)是一种疏水性聚合物,具有无毒、无刺激性和良好的生物相容性,使用完成后可以完全降解为H2O和CO2,在凝胶合成过程中聚乳酸的两种对映体左旋聚乳酸和右旋聚乳酸能够通过氢键物理交联形成立体络合微晶,使得凝胶具有高熔点、高的机械强度、良好的热稳定性等性质,有利于凝胶在人体内进行药物传递。2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(ME02MA)和寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)作为PEG类聚物,不仅具备温度敏感性、亲水性和生物相容性,而且通过调节两种单体的投料比可以将低临界溶解温度LCST调节在26℃和90℃之间。聚甲基丙烯酸二乙胺基乙酯(PDEAEMA)由于叔胺侧基的pKa约为6.9,因此PDEAEMA在pH低于6.9时可溶于水,在正常的生理条件下变为疏水性且不溶。对弱酸性条件的响应性表明PDEAEMA可能是用于肿瘤靶向药物输送的pH敏感材料。基于以上条件,本文选用具有生物相容性的L-丙交酯和D-丙交酯,温度敏感性单体MEO2MA和OEGMA,pH敏感性单体DEAEMA,通过开环聚合(ROP)和自由基聚合合成了具有温度和pH双重响应性的物理交联双亲共网络凝胶;然后在第一部分的基础上加入化学交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA),合成了具有温度和pH双重响应性的双交联水凝胶。重点研究了两种凝胶的溶胀性质、机械性质、热力学性质和载药凝胶在不同条件下的体外药物释放行为。具体工作如下:1.采用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)作为引发剂,1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)作为催化剂,对L-丙交酯和D-丙交酯进行开环聚合(ROP)反应,合成大分子单体HEMA-PLLA和HEMA-PDLA。然后以偶氮二异丁腈(AIBN)做为引发剂,将HEMA-PLLA、HEMA-PDLA、MEO2MA、OEGMA 和 DEAEMA 自由基聚合,合成了温度和pH双重响应性的物理交联双亲共网络凝胶。通过核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱和X-射线衍射进行表征,证明大分子单体和物理交联水凝胶的成功合成;通过数码照片拍照、溶胀和去溶胀性质研究了水凝胶的温度和pH双重响应性;通过差式扫描量热计测定了水凝胶的热力学性能;通过使用动态粘弹谱仪研究了水凝胶的力学性能;通过台式扫描电子显微镜研究了水凝胶的微观形貌;通过将疏水性药物阿霉素装载到凝胶内部,研究了载药凝胶在不同环境中阿霉素的累计释放量,结果表明合成的物理交联水凝胶能够实现对疏水性药物阿霉素的有效控制释放。综上这些研究结果表明,基于聚乳酸立体络合合成的温度和pH双重响应性的物理交联双亲共网络凝胶具有良好的温度敏感性和pH敏感性,能够对疏水性药物可控释放,在医学中有望作为疏水性药物载体。2.在第一步工作的基础上,选取大分子单体HEMA-PLLA20和HEMA-PDLA20,立体络合作为物理交联剂,选取EGDMA作为化学交联剂,然后通过自由基聚合将 HEMA-PLLA20、HEMA-PDLA20、EGDMA、MEO2MA、OEGMA 和 DEAEMA聚合在一起合成温度和pH双重响应性的双交联水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱和X-射线衍射进行表征,证明双交联水凝胶的成功合成;通过数码照片拍照、溶胀和去溶胀性质研究了水凝胶的温度和pH双重响应性;通过热重分析研究了双交联水凝胶的热力学性能;通过动态粘弹谱仪研究了水凝胶的力学性能;通过台式扫描电子显微镜研究了水凝胶的微观形貌;通过包埋阿霉素在凝胶内部,研究了双交联水凝胶在不同环境中阿霉素的释放率。以上结果表明采用物理交联和化学交联相结合的方式,合成的温度/pH双重敏感性的双交联双亲共网络凝胶具有良好的生物相容性,良好的力学性能和稳定性,以及能够对疏水性药物可控释放,为不能口服的药物提供了载体并且达到缓释效果,将有望在药物输送系统有更大的应用前景。
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