亲水/疏水互穿网络水凝胶的合成及其pH敏感特性研究

利用ＩＰＮ技术合成了聚（丙烯酸）／Ｎ－十二烷基聚（４－乙烯吡啶）溴化盐（ＱＰＶＰＤ－３０）半互穿网络水凝胶，这种水凝胶在弱碱条件下的溶胀率远大于酸性条件下的溶胀率。并且随着ＱＰＶＰＤ－３０用量的增加其溶胀率下降。     

PVA/淀粉接枝P(AA-AM)互穿网络水凝胶的合成与性能研究

以马铃薯淀粉、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和聚乙烯醇(PVA)为原料,过硫酸钾为引发剂,三氯化铝为交联剂,利用水溶液法制备PVA/淀粉接枝AA、AM互穿网络水凝胶(PVA/St-g-P(AA-AM)IPN)。红外光谱(FT-IR)分析表明,PVA与St-g-P(AA-AM)间形成较强的氢键或部分共聚反应。X射线衍射(XRD)分析表明,当PVA用量较少时,PVA能均匀的穿插于凝胶网络中,形成完善的互穿网络结构;当PVA用量过多时,有部分的PVA结晶出现。水凝胶性能测试结果表明,随PVA用量增加水凝胶的吸水率先增大后减小,抗压缩强度不断升高,压缩应变持续降低,对蒸馏水的最大吸水率为650 g.g-1,在60min内达到溶胀平衡,保水性良好;水凝胶在pH<4时几乎不发生溶胀,在pH=12附近出现体积突变,表现出敏感的pH响应性。     

不同粘度的海藻酸钠制备海藻酸钙凝胶粒子研究

以3种不同粘度的海藻酸钠为原料,用内乳化凝结法分别制备出相应的海藻酸钙凝胶粒子,利用显微分析仪分析了它们的形状,并对海藻酸钙的一些性能进行了测定.结果表明,低粘度的海藻酸钠是油溶性物质的优良载体,且粘度不同的海藻酸钠制得的海藻酸钙凝胶粒子的粒径不同,粘度越大,粒径越大.     

海藻酸钙水凝胶与VAc的接枝共聚反应

研究海藻酸钙水凝胶与乙酸乙烯酸(VAc)的接枝共聚反应的影响因素,探讨引发体系和引发剂的用量、分散剂和单体的用量、反应温度和反应时间对接枝率的影响．当5g的海藻酸钙水凝胶加入4mL质量分数为0．03的聚乙烯醇,在0．28g过硫酸铵引发下,与7mL的醋酸乙烯酸单体在50℃下反应3h,接枝率最大可达1927％．最后,用红外光谱对其结构进行表征．     

聚乙烯醇/壳聚糖互穿网络水凝胶的制备及溶胀性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为主要原料,采用物理交联与化学交联相结合的制备工艺,即通过循环冷冻—解冻法结合京尼平交联法,制备了具有互穿网络结构(IPN)的聚乙烯醇/壳聚糖复合水凝胶,并分别通过红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征了其分子结构和形态结构;探讨了不同制备工艺对复合水凝胶溶胀性能的影响,并将其与单一原料常规工艺制备的水凝胶作对比.结果表明,与单一原料常规工艺制备的水凝胶相比,具有IPN结构的水凝胶在溶胀性能上表现出更好的稳定性.最佳制备工艺为京尼平用量4%,反应温度55℃,冷冻—解冻循环3次.     

羧甲基壳聚糖/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的制备及溶胀性能研究

制备了具有温度、pH值双重敏感特性的羧甲基壳聚糖／聚（N-异丙基丙烯酰胺）的半互穿网络水凝胶（CMCS／PNIPAAm semi-IPN）。研究了温度及pH值对该凝胶溶胀度的影响。结果表明，在强酸（pH值为1．0，2．71）、弱碱（pH值为7．4）和强碱的条件下，semi-IPN凝胶溶胀度均随着温度的升高而下降直至达到平衡状态。经pH值为2．71缓冲溶液浸泡处理的凝胶的相转变温度有明显的降低。该凝胶的消溶胀速率随着凝胶中CMCS组分含量的增加而增大。这些现象主要与水凝胶本身的微观结构以及所加入的羧甲基壳聚糖基团结构有关。     

高强度PAM/PVA互穿网络水凝胶的合成

以聚丙烯酰胺(PAM)为基体,聚乙烯醇(PVA)为增强体,采用两步水溶液聚合法合成具有较高机械强度的PAM/PVA互穿网络水凝胶.研究PVA、交联剂用量对PAM/PVA互穿网络水凝胶拉伸强度及伸长率的影响,探讨水凝胶的应力松弛及析出PVA对水凝胶的增韧机理.实验表明,制备的互穿网络水凝胶具有较高的机械强度和韧性,最高拉伸强度为2.4 MPa,伸长率为3 000%.最后,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及X-射线衍射(XRD),对PAM/PVA互穿网络水凝胶的结构与形貌进行表征.     

高韧性ALG-Ca/PAM双网络水凝胶的制备与表征

分别以海藻酸钙和聚丙烯酰胺为刚性和柔性凝胶网络制备具有良好力学性能的双网络水凝胶.在刚性海藻酸钙(ALG-Ca)网络形成过程中,络合在EDTA中的Ca2+缓慢释放后与海藻酸中古罗糖醛酸(G单元)络合形成离子交联而得到均匀的海藻酸钙凝胶,丙烯酰胺(AM)在少量化学交联剂作用下共价交联形成柔性凝胶网络(PAM).考察了两个网络的相对含量和交联程度对水凝胶的力学性能的影响.结果表明,采用缓慢释放钙离子的方式,当ALG/AM质量比为0.2,BIS/AM质量比为0.002,Ca2+/COO-摩尔比为0.6,凝胶的力学性能最佳.     

聚丙烯酸盐/淀粉半互穿网络水凝胶的两步水溶液合成及性能表征

采用新型两步水溶液聚合法,合成聚丙烯酸盐/淀粉半互穿网络(PAA/St semiIPN)水凝胶.研究淀粉用量、pH值和离子强度对水凝胶溶胀率和溶胀速率的影响,并采用Flory理论对水凝胶进行拟合.实验结果表明:在一价阳离子盐溶液中,水凝胶的溶胀度与Flory理论符合较好;对于高价阳离子溶液,Flory理论只能用于定性分析,而不能用于定量计算.相对于传统的水凝胶,PAA/St semiIPN水凝胶具有较高的机械强度.最后,利用红外光谱、扫描电子显微镜和热重分析对PAA/St semiIPN进行表征.     

丙烯酸水凝胶的pH敏感性研究

测定并研究了各种丙烯酸水凝胶的ｐＨ溶胀曲线及其影响因素。实验表明：随着交联剂含量，单体浓度的增加，会使凝胶的最大溶胀比显著减弱。这可能是网络中非高斯短链及勾结链增多的原故。     

可注射型海藻酸/磷酸化壳聚糖复合水凝胶的制备及其生物相容性

将N-亚甲基磷酸化壳聚糖(NMPC)引入海藻酸钙水凝胶体系,制备了力学强度和稳定性均优于海藻酸钙和海藻酸/壳聚糖复合水凝胶的可注射型材料.通过正交实验,根据材料的力学性能、浸提液pH值和凝胶化时间的对比分析,确定了各组分质量分数为:海藻酸钠1.50%、碳酸钙0.30%、N-亚甲基磷酸化壳聚糖1.00%、柠檬酸0.30%.细胞培养和肌内植入试验表明,海藻酸/磷酸化壳聚糖(Alg/NMPC)复合水凝胶具有良好的生物相容性.     

乳聚天然胶乳IPN型热塑性弹性体的合成

以天然胶乳为种子乳液 ,苯乙烯 (St)、甲基丙烯酸甲酯 (MMA)、丙烯腈 (AN)、丙烯酸异冰片酯 (IBA)等单体或它们的共混物为互穿单体 ,油酸为稳定剂 ,二乙烯苯为交联剂 ,叔丁基过氧化氢 /四乙烯五胺为氧化还原引发体系 ,采用种子乳液聚合法制备出乳胶粒外壳呈硬聚合物梯度分布的复合乳液 ,经絮凝干燥得固体聚合物。考察了互穿单体的种类和用量、交联剂用量及溶胀时间等对材料力学性能的影响。结果表明 ,溶胀时间对聚合物力学性能没有影响 ;交联剂对应硬单体的摩尔分数为 1 0 %时 ,聚合物力学性能最佳 ;硬单体配伍及其用量明显影响互穿聚合物的力学性能 ,其中IBA +St+AN为硬单体组分且质量分数为 2 0 %时 ,材料的力学性能较好 ,其拉伸强度8 7MPa ,撕裂强度 32 6kN/m ,伸长率 30 0 %～ 60 0 %。聚合物可热塑性加工。     

丁基橡胶/聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)互穿聚合物网络的结构与阻尼性能

为提高材料的阻尼性能,采用分步方法,以丁基橡胶(IIR)为聚合物网络Ⅰ,聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)[P(St-MMA)]为聚合物网络Ⅱ,制备了丁基橡胶/聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)互穿聚合物网络[IIR/P(St-MMA)IPN].采用红外光谱、动态力学分析等检测手段研究了反应时间、IIR/P(St-MMA)质量比、交联剂用量、丙烯酸丁酯(BMA)的含量等因素对IPN材料阻尼性能的影响.实验结果表明:适量极性单体的加入有利于提高IPN的阻尼性能;添加交联剂和单体BMA可明显提高IPN的阻尼性能.     

PP纤维接枝聚丙烯酰胺/海藻酸钙蛋白质印迹水凝胶的制备

以PP纤维为载体,牛血清白蛋白(BSA)为模板,丙烯酰胺为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,在海藻酸钠的存在下,采用紫外辐射引发,制备了PP纤维接枝BSA印迹聚丙烯酰胺/海藻酸钙水凝胶(PP-g-PAM/CA MIP)。研究了单体浓度、交联剂浓度和海藻酸钠浓度对BSA吸附量和印迹效率的影响,结果表明,单体质量分数为10%,交联剂质量分数为3%,海藻酸钠质量分数为0.5%时,PP接枝的印迹水凝胶对BSA有最大吸附量。     

盐酸二甲双胍pH敏感性水凝胶微球的制备

为减轻盐酸二甲双胍对胃的刺激,实现其在肠道内的释放,以盐酸二甲双胍为主药,壳聚糖、海藻酸钠为复合载体,筛选盐酸二甲双胍pH敏感性水凝胶微球的最佳处方及制备工艺,并对其pH敏感性及体外释药特性进行了考察。通过单因素试验及正交试验优化处方工艺,利用扫描电镜进行结构表征,紫外分光光度法测定载药量及包封率,转篮法研究释放度。结果表明,盐酸二甲双胍pH敏感性水凝胶微球的优选处方如下:壳聚糖与海藻酸钠的总浓度为2%(质量体积比),海藻酸钠与壳聚糖的质量比为1∶1,药物与海藻酸钠的质量比为2∶5,氯化钙的交联浓度为3.5%(质量体积比);盐酸二甲双胍pH敏感性水凝胶微球在人工胃液中6 h累积释放度小于4%,在人工肠液中6 h累积释放度最大可达96.4%。所制备的盐酸二甲双胍pH敏感性水凝胶微球处方工艺稳定可靠,水凝胶微球机械强度高,生物降解性和稳定性好,是一种新型结构的盐酸二甲双胍给药系统。     

Gas Permeability and Free Volume Hole Properties of Interpenetrating Polymer Network Studied by Positrons

A series of polyurethane/epoxy resin interpenetrating polymer networks （PU/ER IPN） were studied by positron annihilation lifetime spectroscopy （PALS）. The effects of epoxy resin type and content on the free volume properties in IPN were investigated. We found that in PU/ER IPN, the free volume hole size and fractional free volume showed a negative deviation due to closer segmental chain packing through some chemical bonding between PU and epoxy resin. Direct relationship between the gas permeability and the free volume has been established based on the free volume theory. Experimental results revealed that the free volume plays an important role in determining the gas diffusion and permeability.     

pH敏感型聚乙烯醇/壳聚糖互穿网络水凝胶的溶胀及载药释药性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为原料,采用物理交联与化学交联相结合的工艺,即通过循环冷冻—解冻法结合京尼平交联法,制备了具有互穿网络结构(IPN)的PVA/CS复合水凝胶,研究了pH值对其溶胀率的影响;选用氯霉素为模型药物,探讨了PVA/CS水凝胶在模拟胃液(SGF)和模拟肠液(SIF)中的载药、释药性能.结果表明,PVA/CS IPN水凝胶在酸性条件下具有较高的溶胀率,而在碱性条件下,溶胀率较小;其载药量、释药量都随着复合水凝胶中PVA含量的增大而增大;且在SGF中的药物释放率高于SIF的释放率;在SGF中的药物释放速率随着组分中PVA含量的增加而增大.     

Preparation and Characterization of pH-Sensitive Polyvinyl Alcohol Hydrogel for Cancer Therapy

Hydrogel has emerged as an excellent carrier platform for smart drug delivery and effective cancer treatment due to its high water content, good biocompatibility and sufficient mechanical properties. In this work,the DOX-loaded polyvinyl alcohol（ PVA）hydrogel was prepared by freeze-thawing technique. The swelling test and the mechanical properties of the pure PVA hydrogels were performed. In addition, the in vitro drug release profiles were examined and the in vitro antitumor efficiency against He La cells was also estimated. The results indicated that the resulting PVA hydrogels contained significant amounts of water and possessed good mechanical properties,and DOX-loaded PVA hydrogel exhibited a sustained and p H-responsive DOX release. The MTT assays also demonstrated that the released DOX could effectively inhibit the proliferation of He La cells. Thus,the cross-linked PVA hydrogel can be further developed as a promising platform for cancer therapy.