pH敏感型黄原胶/聚乙烯醇水凝胶的制备与表征

通过化学交联结合物理交联的方法制备了一种pH敏感型的黄原胶/聚乙烯醇(XG/PVA)复合水凝胶,研究了XG与PVA不同质量比、不同交联剂用量及不同冷冻-解冻循环次数对XG/PVA水凝胶溶胀性能和力学性能的影响。结果表明,XG与PVA质量比为1∶5,交联剂环氧氯丙烷用量为5%,冷冻-解冻循环3次时,XG/PVA复合水凝胶内部结构均匀紧密且具有较高的溶胀性能,此时凝胶的弹性模量和压缩强度达到(26.30±0.03)kPa和(134.36±0.43)kPa。并探讨了该实验条件制备的XG/PVA水凝胶的pH敏感性及pH刺激响应性,并以牛血清蛋白(BSA)为模型进行了体外药物释放性能测试及材料生物相容性实验的研究。结果表明,该凝胶具有良好的pH敏感性及pH刺激响应特性,不同pH环境下可实现体外BSA的控制释放,且具有良好的生物相容性,有望用于药物控释载体。     

明胶/聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备及其在药物控释中的应用

以马来酸酐改性后的明胶(N-马来酰化明胶)(明胶-g-MA)为交联剂与N-异丙基丙烯酰胺共聚制备了一系列水凝胶。研究了交联剂用量对水凝胶溶胀性的影响,结果表明交联剂用量为45%(质量分数)时水凝胶具有最高的溶胀率,水凝胶的平衡溶胀率随温度升高逐渐降低,温敏性随缓冲液中NaCl浓度增加逐渐增强。包埋在水凝胶样品内的牛血清蛋白(BSA)具有良好的缓释效果,其累积释放率随交联剂用量增加而降低,高于相变温度时释放速度加快。     

可注射透明质酸/羟基磷灰石复合材料:制备、理化性能和细胞相容性

羟基磷灰石(HAP)具有优异的生物相容性、生物活性和缓慢的降解速率等特性,有可能弥补透明质酸(HA)用作软组织填充材料的不足。本研究采用一步反应法制备均匀负载HAP颗粒的HA-HAP复合水凝胶,分析了制备工艺参数对复合水凝胶理化性能的影响及调控方法,评价了其细胞相容性。结果表明,采用该方法制备的复合水凝胶含1.5%～3.0%HA、2.38%～15.8%HAP,具有良好的灭菌稳定性。通过改变HAP含量和交联剂的用量可以调控复合水凝胶的力学性能、溶胀行为等理化性能。利用一阶指数衰减方程可以较好地拟合复合水凝胶的溶胀行为,质量溶胀率在1h时已达到平衡溶胀率的90%以上。复合水凝胶具有良好的HA酶降解性,1500U/mL的酶作用2min后HA降解率超过95%,复合水凝胶可以快速溃散;加入HAP颗粒不仅使复合水凝胶有更好的可塑性,而且更有利于面部软组织填充和轮廓修正。优化制备的可注射HA-HAP复合水凝胶具有可调的理化性能和良好的细胞相容性,可以较长时间地保留在体内,兼具促进组织修复或重建的潜力,有望成为优良的软组织填充材料。     

聚醚-壳聚糖水凝胶合成工艺条件对性能的影响研究

研究了聚醚-壳聚糖水凝胶的制备方法,聚醚与壳聚糖质量比、凝胶温度、交联剂戊二醛浓度等对聚醚-壳聚糖水凝胶的溶胀度、硬度的影响.采用正交实验对工艺条件进行了优化,正交实验的结果表明:当聚醚与壳聚糖质量比为0.4、凝胶温度为45℃、交联剂浓度为0.05mol/L时,其凝胶饱和溶胀度为837%;当聚醚与壳聚糖质量比为0.6、凝胶温度为45℃、交联剂浓度为0.15mol/L时,其凝胶硬度为436g.聚醚-壳聚糖水凝胶具有良好的生物相容性.     

羟基磷灰石纳米纤维增强甲基丙烯酸酐改性明胶复合水凝胶的制备及性能

采用溶剂热法制备了具有超高长径比的羟基磷灰石(HAP)纳米纤维,并将其与甲基丙烯酸酐改性明胶(GelMA)结合,利用紫外光交联制备了HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶。通过SEM、XRD、力学测试、溶胀测试、降解测试、细胞培养等对HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶进行结构表征和性能测试。SEM断面观察表明,HAP纳米纤维/GelMA水凝胶呈三维孔隙贯通的多孔结构。力学实验表明,HAP纳米纤维能有效增强水凝胶的弹性模量,且随着HAP纳米纤维添加量的增加,力学性能增强效果越明显。溶胀实验表明,当HAP纳米纤维质量分数为5.2wt%~14.2wt%时,HAP纳米纤维复合水凝胶的溶胀率变化不明显,当质量分数为18.2wt%时,溶胀率降低。降解实验表明,HAP纳米纤维的加入能有效保持水凝胶结构形态,使其更加稳定可控。细胞包裹培养实验表明,HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶能为细胞提供良好的三维生长环境,表现出优良的生物相容性。本实验制备的HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶在组织工程领域有着良好的应用前景。      

壳聚糖水凝胶的制备及性能研究

以壳聚糖为原料,用戊二醛作为交联剂,在醋酸溶液中合成壳聚糖水凝胶。用正交实验优化了制备壳聚糖水凝胶的工艺条件,实验结果表明:当壳聚糖浓度为3%、戊二醛浓度为3%、凝胶温度为55℃时制得的水凝胶硬度最大;当壳聚糖浓度为2%、戊二醛浓度为1%、凝胶温度为45℃时,制得的水凝胶溶胀度最大。壳聚糖水凝胶具有良好的生物相容性。     

交联方式对半乳糖基温敏凝胶结构和性能的影响

为改善传统化学交联水凝胶的低力学性能、透明度、溶胀度和生物相容性, 以无机纳米粒子硅酸镁锂(LMSH)作为物理交联剂, 半乳糖氨基化的丙烯酸衍生物(GAC)作为生物相容性单体, N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为功能单体, 采用原位自由基聚合制备得到兼具温度敏感性和生物相容性的纳米复合水凝胶poly(NIPAM-LMSH-GAC)。结果表明: LMSH在水凝胶基体中被完全剥离, 并起到交联作用; 相比于传统化学交联剂制备的此类水凝胶, 所得物理交联的纳米复合水凝胶具有更高的溶胀度、良好的温敏性、优异的脉冲响应性, 但鼠成纤细胞(L929)在纳米复合水凝胶表面的细胞数量略低; 物理交联剂LMSH的使用和一定量的GAC的使用并没有明显改变水凝胶的体积相转变温度(VPTT), 仍保持在33℃左右。     

交联方式对半乳糖基温敏凝胶结构和性能的影响

为改善传统化学交联水凝胶的低力学性能、透明度、溶胀度和生物相容性,以无机纳米粒子硅酸镁锂(LMSH)作为物理交联剂,半乳糖氨基化的丙烯酸衍生物(GAC)作为生物相容性单体,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为功能单体,采用原位自由基聚合制备得到兼具温度敏感性和生物相容性的纳米复合水凝胶poly(NIPAM -LMSH-GAC).结果表明:LMSH在水凝胶基体中被完全剥离,并起到交联作用;相比于传统化学交联剂制备的此类水凝胶,所得物理交联的纳米复合水凝胶具有更高的溶胀度、良好的温敏性、优异的脉冲响应性,但鼠成纤细胞(L929)在纳米复合水凝胶表面的细胞数量略低;物理交联剂LMSH的使用和一定量的GAC的使用并没有明显改变水凝胶的体积相转变温度(VPTT),仍保持在33℃左右.     

壳聚糖/果胶及其衍生物水凝胶的制备与在药物控制释放中的应用

以戊二醛为交联剂制备了壳聚糖/果胶(CS-PT)水凝胶和壳聚糖/辛基果胶水凝胶。研究了制备条件对两种水凝胶溶胀性能的影响。实验表明,交联剂含量、pH、离子强度对CS-PT和壳聚糖/辛基果胶水凝胶溶胀度的影响较大,且在酸性条件下的水凝胶的溶胀度远大于碱性条件下的溶胀度,包埋在水凝胶中的牛血清蛋白在pH=1.0条件下载药的水凝胶释药率大于pH=7.4和pH=9.18条件下的释药率。     

多孔性热敏水凝胶P(NIPA-co-SMA)的合成及性质

以亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,CaCO3为致孔剂,通过N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)与甲基丙烯酸钠(SMA)的溶液自由基聚合,制备了一系列多孔性热敏水凝胶;利用环境扫描电镜观察了溶胀状态下的凝胶多孔结构,测定了水凝胶的相转变温度、平衡溶胀率(SR)、热收缩动力学,并考察了致孔剂和交联剂的用量对上述性质的影响;与同条件合成的无孔凝胶相比,多孔凝胶的相变温度基本不变,但室温下SR增大了约50%,100 ℃时的热缩响应时间缩短至约3 min;同时,SR和温度响应灵敏度随致孔剂用量的增加而增加,而交联剂用量增加则使SR降低.     

壳聚糖交联温敏性水凝胶的制备与性能

利用N-马来酰化壳聚糖(N-MACH)为交联剂,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、衣康酸(IA)为单体,利用水溶液自由基聚合反应合成了P(NIPAAm-co-IA)水凝胶。研究了水凝胶的相转变性质、低临界溶解温度(LCST)和溶胀性能。该类水凝胶在32℃左右具有明显的相转变特性,其LCST随衣康酸用量的增加而增大,交联剂的用量对水凝胶的LC-ST值无显著影响。水凝胶的溶胀性能具有较为明显的温度依赖性和介质依赖性,其饱和溶胀度与NIPAAm/IA的比例、交联密度及溶胀介质有关。     

交联剂对PVP/PCL共聚凝胶性能的影响

研究了N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)、戊二醛(GDA)两种交联剂对聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/聚己内酯(PCL)共聚水凝胶性能的影响。交联剂含量低于NVP的0.7%时,GDA交联凝胶平衡溶胀率ESR较高,高于0.7%时,NMBA交联凝胶的ESR较高。DSC分析表明,GDA交联凝胶结合水含量较高。NMBA、GDA交联凝胶的Fick动力学参数n分别为0.462、0.267,说明GDA交联凝胶的溶胀过程偏离Fick模型。降解实验表明,GDA交联凝胶中PCL降解较慢。力学性能测试表明,GDA交联凝胶表现出较高的断裂强度和断裂伸长率。     

形状记忆型水凝胶的制备及其在药物控制释放中的应用

以戊二醛为交联剂,制备了pH敏感性明胶-果胶水凝胶(GT-PT)和明胶-辛基果胶水凝胶(GT-OPT),研究了交联剂用量、温度、pH值对凝胶溶胀性能的影响及溶胀-消溶胀性能。结果表明,当温度在30～60℃时,凝胶的溶胀率随温度的升高而增大;且具有明显的pH敏感性,碱性条件下的溶胀率大于酸性条件下的溶胀率;不同pH值条件下,明胶-果胶水凝胶具有"形状记忆"功能。包埋在水凝胶中的牛血清蛋白在pH=1.0时的释药率大于pH=7.8和pH=9.18时的释药率。此类水凝胶有望用于蛋白质的pH值及温度控制释放。     

壳聚糖接枝丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵水凝胶的辐射合成及溶胀性能

采用γ射线辐照法,以壳聚糖(CTS),丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDACC)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,制备了壳聚糖-丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵(CTS-AM-DMDAAC)水凝胶。研究了吸收剂量、单体配比、交联剂用量等因素对水凝胶溶胀性能的影响,并考察了水凝胶的环境响应性。结果表明,制备水凝胶的适宜条件为吸收剂量为4kGy,总单体AM和DMDAAC中AM与DMDAAC质量比为2.33∶1,总单体与CTS质量比2.67∶1、MBA用量为总单体质量的2.5%,在此条件下,制得的水凝胶溶胀度最高;CTS-AM-DMDAAC水凝胶对pH值和离子强度具有良好的敏感性。     

温度敏感性P(NtBA-co-AAm)聚合物和水凝胶的合成及表征

以N-叔丁基丙烯酰胺(Nt BA)和丙烯酰胺(AAm)为反应单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,在50℃时通过自由基聚合反应合成了具有温度敏感性的聚(N-叔丁基聚丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)(P(Nt BA-co-AAm))线型聚合物及水凝胶。为提高凝胶的溶胀性能,以硅胶微粒和聚乙二醇400(PEG400)为造孔剂,合成了一系列大孔P(Nt BA-co-AAm)水凝胶。用差热分析仪分析了P(Nt BA-co-AAm)共聚物的热力学性能,通过红外光谱、扫描电镜表征了P(Nt BA-co-AAm)凝胶的结构。研究了进料中单体配比和交联剂用量对水凝胶溶胀性能的影响以及不同温度下水凝胶的溶胀动力学。结果表明,进料中Nt BA与AAm的摩尔比越高,共聚物及水凝胶的相转变温度越低;增加交联剂的用量,水凝胶的溶胀率降低;大孔凝胶的溶胀率和去溶胀率较传统凝胶有较大提高,同时对外界温度变化的响应更迅速。     

反应条件对海藻酸钠/聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶温度及pH敏感性能的影响研究

以海藻酸钠(SA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为原料,采用水溶液聚合法制备了具有温度和pH值双重敏感性的海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶.在不同温度、不同pH值条件下,考察了单体浓度、交联剂用量、引发剂用量和反应温度对该凝胶溶胀度的影响,结果表明,凝胶有良好的温度和pH敏感性能,单体浓度、交联剂用量、引发剂用量和反应温度对凝胶的溶胀度均有较大影响.     

前端聚合法制备聚(N-乙烯基己内酰胺-co-N,N-二甲基丙烯酰胺)智能水凝胶

本工作采用前端聚合法制备聚(N-乙烯基己内酰胺-co-N,N-二甲基丙烯酰胺)智能水凝胶,针对两种单体,即N-乙烯基己内酰胺( N-VCL)和N, N-二甲基丙烯酰胺(DMAA),研究了单体物质的量比、交联剂和引发剂用量对前端聚合参数以及共聚水凝胶性能的影响,并用阿司匹林作为模型药物,评价了共聚物水凝胶对阿司匹林的负载和缓释效果.实验表明,共聚产物具有温度敏感性,相转变温度在25～40 ℃之间,单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)加入之后,凝胶对温度刺激的敏感性响应更为明显.随单体DMAA含量的增加,波温、波速也升高,温室溶胀率增加.当n(N-VCL) ∶ n(DMAA)=5 ∶5时,水凝胶的温敏性最好;随交联剂用量的增大,共聚凝胶室温溶胀能力、温敏性均有所降低;随引发剂用量的增加,相变温度升高.随单体DMAA比例增加,在25 ℃和37 ℃两种温度下凝胶载药量均增加,但就释药效果而言,在37 ℃下凝胶释药效率更高,总释药率也更高.     

PVA/P(AA-AM)复合水凝胶的制备及性能

采用水溶液聚合方法合成了不同组成的丙烯酸-丙烯酰胺共聚物(P(AA-AM))。将聚乙烯醇(PVA)与所合成的P(AA-AM)共混,以戊二醛为交联剂,制备出了不同结构的PVA/P(AA-AM)复合水凝胶。采用扫描电镜观察了凝胶形貌,研究了复合水凝胶的结构与性能关系。结果表明,复合水凝胶溶胀性能与所用交联剂加量有关,复合水凝胶的溶胀度随着交联剂加量增加先增大后减小,在交联剂加量为0.5%时水凝胶溶胀度达到最大值。复合凝胶中的聚合物组成对溶胀度影响显著,随着P(AA-AM)含量提高,水凝胶的溶胀度逐渐增大。适当结构的复合水凝胶具有pH敏感性,敏感程度随着凝胶中P(AA-AM)含量的增加而增强。     

不同条件对PVA/CS复合水凝胶溶胀性能的影响

以聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖(CS)为原料,戊二醛为交联剂,制备出PVA/CS复合水凝胶载体材料,改变PVA/CS的质量配比、交联剂含量、pH值和温度,考察了不同条件下对复合水凝胶溶胀性能的影响.结果表明,当PVA/CS质量比为3:1、交联剂体积分数为4%时所合成凝胶的溶胀性能较好;随着温度的升高,溶胀度不断减小;凝胶在酸性条件的溶胀性能远远优于碱性条件的溶胀性能.     

基于微流控技术合成单分散聚丙烯酰胺微球

采用T型微流控芯片产生单分散液滴技术制备了尺寸均匀的交联聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶微球,考察了芯片中分散相和连续相压力与液滴尺寸的关系,以及丙烯酰胺单体、交联剂和引发剂用量对PAM水凝胶溶胀能力的影响。结果表明,通过调节芯片中连续相和分散相的压力可以获得直径为5~25μm的单分散液滴;PAM微球的体积溶胀能力随引发剂量增加而增强,随单体或交联剂量增加而减弱;当交联剂加入量为单体质量的0.06%时,PAM微球在水中溶胀后的体积是干燥状态下的40倍;交联剂可实现大范围调控PAM水凝胶微球的溶胀能力。