近红外光响应抗菌水凝胶的制备及其性能

为了满足创面治疗的各种需求,迫切需要开发具有良好的黏附性、生物相容性和抗菌性能的多功能创面敷料,以促进损伤组织的愈合与再生。基于化学交联策略,以茶多酚（TP）、聚多巴胺纳米粒子（PDA NPs）、季铵化羧甲基壳聚糖（QCMCS）和多巴胺修饰的氧化葡聚糖（ODex-DA）为原料,制备了一类多糖基QCMCS/ODex-DA/TP/PDA（QOTP）近红外光响应抗菌水凝胶。丰富的邻二酚基团赋予QOTP水凝胶良好的黏附性,使其对器官组织（心、肝、胃和肌肉组织）在空气中与水下都表现出牢固的黏附性。此外,QCMCS和PDA NPs之间的协同抗菌作用,使得QOTP水凝胶在近红外（NIR）光照射下具备高效杀菌特性（对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率均高于99%）。这种具有双重协同抗菌作用的近红外光响应抗菌水凝胶预期在临床创面治疗中具有广阔的应用前景。     

具有半互穿网络结构的电场响应性水凝胶正渗透脱盐性能

为了提高凝胶驱动正渗透(FO)脱盐过程的性能,利用互穿聚合物网络技术制备一种具有半互穿网络的电场响应性水凝胶聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-co-丙烯酰胺)/羧甲基纤维素钠(P(AMPS-AM)/CMC)用作新型汲取剂。使用红外光谱和扫描电镜表征其化学结构和形貌,考察其在水中的溶胀性及在电场刺激下的响应性,并探究其在FO脱盐过程中的性能。结果表明,P(AMPS-AM)/CMC呈现孔洞结构;溶胀过程符合二级溶胀动力学模型且理论平衡溶胀度为181.5 g/g;在15 V电压刺激下具有明显的消溶胀性。在FO试验中,与未经CMC改性的P(AMPS-AM)相比,P(AMPS-AM)/CMC产生类似的初始水通量但其在15V电压刺激下的水回收率是前者的1.9倍,且连续3次再生后水回收率仅下降7.97%。此外,与已报道的水凝胶汲取剂相比,P(AMPS-AM)/CMC不仅可获得较高的水通量而且在水回收率上具有一定的优势。     

温度/pH敏感性Semi-IPN水凝胶的制备与性能

以N-乙烯基乙酰胺（NVA）、醋酸乙烯酯（VAc）和甲基丙烯酸-N,N′-二甲氨基乙酯（DMAEMA）为原料,通过自由基聚合制备了PDMAEMA/P（NVA-co-VAc）半互穿网络（Sem-iIPN）水凝胶。实验结果表明,该水凝胶具有较好的温度敏感性、pH敏感性、溶胀-退胀可逆性。随着温度的逐渐升高,凝胶的溶胀率随之...     

多孔聚合物水凝胶的合成及正渗透性能

为了提高聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠(PNIPAM-PSA)水凝胶汲取剂的正渗透性能,加入致孔剂聚乙二醇(PEG),通过交联聚合法制备了多孔聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠(PNIPAM-PSA)水凝胶汲取剂。采用红外光谱、扫描电镜等测试方法对其进行了表征,并研究了水凝胶汲取剂的溶胀率、脱水率、水通量和再生性能。结果表明,加入致孔剂PEG(400)后,水凝胶的表面呈多孔结构;当PEG(400)与单体摩尔比为1∶2时,所制备的多孔水凝胶性能最好,与PNIPAM-PSA水凝胶相比,其溶胀率、脱水率和正渗透水通量分别提高了162.26%,15.08%和144.44%;再生的水凝胶,正渗透性能稳定。     

RAFT一步法制备温度和pH双重响应的多孔智能水凝胶及其性能

通过可逆加成-断裂链转移聚合法(RAFT)一步反应成功合成了温度和pH双重敏感的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(OEGMA)-co-丙烯酸梳形/多孔智能水凝胶。采用扫描电镜(SEM)对水凝胶结构进行表征,结果表明,随着加入的致孔剂聚乙二醇(PEG)分子量越大、加入量越多,所得多孔水凝胶的孔径就越大、孔的数目就越多。对水凝胶进行溶胀测试,结果表明,在RAFT试剂的调控下所得凝胶的结构更均匀,因此所得凝胶的溶胀性能较好;经PEG致孔后的水凝胶,其溶胀程度和响应速率相对于致孔前都有所提高;此外OEGMA侧链PEG的长度和交联剂中间链段的长度都对凝胶的溶胀性能有显著的影响。     

γ-PGA生物纳米涂层的制备与性能研究

首先对生物大分子γ-聚谷氨酸(γ-PGA)进行自组装,制备γ-PGA自组装胶束粒子,利用Zeta电位及纳米粒度分析仪,原子力显微镜(AFM)对胶束粒子的基本性能进行表征。接着以γ-PGA自组装胶束粒子溶液为电解液,通过电沉积技术,在镁合金表面制备γ-PGA生物纳米涂层材料。采用全反射傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FT-IR),X射线衍射仪(XRD),超景深显微镜,扫描电子显微镜(SEM)对涂层样品进行表征。研究结果表明,γ-PGA自组装胶束粒子的流体动力学直径约为221.1nm,所制备的生物纳米涂层材料可降低镁合金的腐蚀速率,且经乙二胺化学交联后涂层的防护性能将得到进一步改善。本文直接使用未改性的γ-PGA为组装基元制备胶束粒子,为γ-PGA的组装提供了一种简便方法,同时利用电诱导将其固定在金属基材表面制备生物纳米涂层材料,进一步拓宽了基于γ-聚谷氨酸自组装胶束粒子的应用领域。     

聚丙烯酸/聚乳酸复合多孔pH响应水凝胶的制备及性能

利用电纺制备直径为(2.69±0.63)μm,孔径大小为150 nm×120 nm聚乳酸(PLLA)纳米孔超细纤维。以丙烯酸(AA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,通过自由基聚合制备聚丙烯酸(PAA)水凝胶。将PLLA纳米孔超细纤维浸泡在上述体系中,通过原位聚合制备PAA/PLLA复合水凝胶,并研究m(AA)∶m(PLLA)对复合水凝胶形貌的影响。致孔剂聚乙二醇(PEG)加入,明显提高纤维孔隙率。与PAA水凝胶相比,PAA/PLLA复合水凝胶pH响应时间大大缩短,且拉伸强度由1.9 MPa增加到5.2 MPa,弹性模量从90.4 MPa增加到108.2 MPa。     

高导热相变水凝胶的制备及温度响应性

传统的相变水凝胶用于温度监测时会面临响应时间长、力学性能不佳、导电性能差、相变焓低等问题。因此,文中以黄原胶和聚乙烯醇为主要原料,利用黄原胶分子的多官能团活性和分散性,对石蜡进行乳化,结合Zn²⁺和纳米氧化铝的离子导电性和高导热性,制备了兼具高热焓、高导热、高导电和强力学的双网络交联黄原胶/石蜡/聚乙烯醇/硼酸/锌离子/纳米氧化铝(XPPB-Zn²⁺-Al₂O₃)相变水凝胶。扫描电镜图片显示,相变微粒均匀嵌入到水凝胶的微结构中;力学测试结果显示,双交联网络赋予相变水凝胶优异的力学性能,其拉伸强度达到（0.38±0.01） MPa;差示扫描量热分析显示,水凝胶相变焓高达（180.98±3.12） J/g。此外,相变水凝胶展现出高的导热性,其热传导系数达到（0.558±0.035）W/（m·K）,电阻温度系数达到1.23%℃^-1,在25～60℃范围内,显示出良好的温度循环稳定性。文中所制备的高性能相变水凝胶在温度监测领域具有良好的应用前景。     

快速环境响应多孔水凝胶的制备及性能

以N aC l晶体为致孔剂,合成了具有pH及温度双重敏感特性的海藻酸钠接枝甲基丙烯酸梳状多孔水凝胶。利用扫描电镜观察到该水凝胶具有特殊的孔洞结构,孔径大小为100μm左右。不同pH值及温度下的溶胀和溶胀-收缩动力学研究表明,该水凝胶具有较快的响应速率,在5 m in内可以达到溶胀平衡,而且溶胀收缩行为有较好的重复性。该水凝胶的最低临界溶液温度(LCST)为30℃左右。比较含孔不同的凝胶膜的响应曲线,发现含孔越多,溶胀率和凝胶体积变化量越大,溶胀收缩响应速率越快。     

快速响应型P(NIPA-co-SA)水凝胶制备及温敏性能

研究具有较高LCST且响应速率快的温敏性水凝胶。以NaCl水溶液为反应介质,采用相分离法合成了多孔水凝胶P(NIPA-co-SA)。利用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)表征产物结构,并借助扫描电子显微镜、差示扫描量热法(DSC)、浊度法等手段研究了反应介质浓度对产物微观形貌、相变温度和相变响应速率的影响规律。结果表明,P(NIPA-co-SA)水凝胶具有对温度敏感的响应特性,其低临界溶解温度(LCST)可达到75℃。NaCl水溶液浓度不影响产物的LCST,且随着反应中NaCl水溶液浓度的提高,水凝胶表面逐渐出现不连续的浅而封闭的小孔到互相贯穿的开孔,水凝胶相变响应速率在一定范围内逐渐提高,具有快速响应特性。     

pH响应型抗菌水凝胶伤口敷料的制备及促愈合性能

文中利用衣康酸(IA)、丙烯酰胺(AM)和烯丙基三甲基氯化铵(TAAC)为原料发生进行交联,负载抗菌药物聚六亚甲基盐酸胍(PHMG),一锅法制备了pH敏感性抗菌水凝胶IA/AM/TAAC@PHMG。对水凝胶的力学性能、溶胀性能、释药性能、抗菌性能、生物相容性及促感染伤口愈合性能进行了研究。结果表明,TAAC能增加水凝胶的柔韧性,使水凝胶的断裂伸长率提高了88%;水凝胶具有p H响应性,能积极响应伤口pH,控制和延长PHMG的释放,PHMG在碱性条件下(pH 8.2)的释放率(60.65%)优于酸性条件(pH 3.2)下的释放率(14.97%);IA/AM/TAAC@PHMG对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率大于99.98%;水凝胶组(320μg/mL)的细胞相对存活率高于75.08%,细胞溶血率小于4%,抗菌水凝胶具有良好的生物相容性;组织学分析证明IA/AM/TAAC@PHMG载药水凝胶能通过创造湿润低氧利于肉芽生长的环境和优异的抗菌性能,使炎性因子减少,促进胶原和皮肤再生,加速伤口愈合。     

温度和pH双重敏感型聚氨酯水凝胶的制备及性能

以聚乙二醇(PEG)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,分别采用1,4-丁二醇(BDO)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,制备了3种聚氨酯水凝胶Hydrogel(a)、Hydrogel(b)、Hydrogel(c)。通过红外光谱、差示扫描量热分析、X射线衍射和溶胀实验对水凝胶的结构和性能进行了分析。研究结果表明,温度敏感链段(PEG)和pH敏感基团(-N(CH_3)-、-COOH)均成功地引入到了水凝胶分子链中;3种水凝胶的相转变温度分别为55℃、60℃和64℃,且合成后水凝胶中PEG的结晶结构仍然存在;当水溶液温度从45℃上升到60℃时,3种水凝胶的平衡溶胀度均显著减小,显示出温度敏感性;当pH从4.0上升到7.0时,Hydrogel(c)的平衡溶胀度从11.5增大到15.5,当pH从8.5上升到11.5时,Hydrogel(b)的平衡溶胀度从12.9减小到10.0,均显示出pH敏感性;在不同温度(25℃和65℃)和pH(2.5和11.5)的水溶液中反复溶胀,水凝胶Hydrogel(b)和Hydrogel(c)均表现出良好的可逆性和稳定性。     

pH敏感性壳聚糖/聚乙烯醇水凝胶的制备及其性能研究

制备了pH敏感性壳聚糖/聚乙烯醇(CS-PVA)水凝胶,研究了该水凝胶在室温下不同pH值介质中的溶胀比。发现在酸性溶液中,凝胶的溶胀比远大于在碱性溶液中的溶胀比,且其在不同pH值溶液中具有可逆溶胀-收缩行为,对药物氟哌酸具有缓释效果。     

PEG/HEMA水凝胶复合支架的制备及其溶胀性能

以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,采用自由基聚合法合成了聚乙二醇(PEG)/甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)复合凝胶.采用冷冻干燥法制备凝胶支架,结果表明,凝胶支架具有多孔结构,为水分子的进出提供了路径和代谢物通道;随着交联剂用量的增大,水凝胶的平衡含水量降低;凝胶的平衡含水量随着温度的升高而下降,离子强度的增加使水凝胶的溶胀度降低.     

温度敏感型PCL-Pluronic-PCL水凝胶的合成与性能

通过泊洛沙姆(Pluronic)引发己内酯(ε-CL)开环反应,合成了一种较低分子量的PCL-Pluronic-PCL多嵌段共聚物,并采用FT-IR和1H-NMR对其结构进行表征。这种PCL-Pluronic-PCL共聚物有良好的水溶性,并且当其水溶液浓度高于临界凝胶浓度(CGC)时,随着温度的变化呈现出凝胶-溶胶转变特性。采用试管法测试共聚物水溶液的凝胶-溶胶转变。该共聚物水凝胶在可注射药物控制释放系统等方面有着广泛的潜在应用价值。     

温度响应型TiO_2-PVCL复合材料的制备及其性能研究

以乙烯基己内酰胺为温度响应型原料,对二氧化钛(TiO_2)进行改性,利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜对样品的结构及形貌进行了表征,最后以罗丹明B为模型污染物,探讨了温度对TiO_2-聚乙烯基己内酰胺(PVCL)光催化性能的影响。结果表明:改性之后TiO_2仍为锐钛矿TiO_2的晶相结构;TiO_2-PVCL可以由温度控制实现相分离;40℃时TiO_2-PVCL光催化降解罗丹明B的速度约为25℃时的1/7。     

温度敏感性水凝胶PNIPAm/DMA的制备与研究

采用乳液聚合的方法,以N-异丙基丙烯酰胺（N-isopropylacrylamide,NIPAM）,N,N-二甲基丙烯酰胺（N,N＇-dimethylacrylamide,orDMA）为功能单体,过氧化硫酸胺（Ammonium persulfate,or APS）为引发剂,制备出了含有高亲水性单体含量的温度敏感性的PNIPAM/DMA微水凝胶,通过动态激光光散射仪（DLS）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描探针显微镜（AFM）对其结构和性能进行了研究,结果表明,随着DMA含量的增加和温度的升高,微凝胶的粒径逐渐增加;随着DMA含量的增加,最低临界转变温度（LCST）和相转变温度也相应的升高;随着APS用量的增加,凝胶粒径逐渐增加,且当APS的用量为单体浓度的0.03%和0.04%时,反应40min会出现沉淀。     

光-温度双重响应凝胶的制备及温敏性能研究

采用自由基共聚合方法,将丙烯酰胺基偶氮苯(AAAB)与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)共聚,制备了一种具有温度和紫外光双重响应性的P(NIPAAm-co-AAAB)共聚凝胶,并研究了凝胶的温敏性。研究结果表明,P(NIPAAm-co-AAAB)凝胶具有温度响应性,且溶胀和退溶胀性能较好。与PNIPAAm凝胶相比,共聚凝胶平衡溶胀率降低。随共聚配比中AAAB含量的增大,共聚凝胶的低临界溶解温度(LCST)、平衡溶胀率和退溶胀速率均逐渐降低。     

均质纤维素膜的制备及其正渗透性能研究

以纤维素(cellulose)为膜材料,离子液体1-乙基-3甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)为溶剂,水为非溶剂,无纺布作为支撑层,通过相转化法制备了纤维素均质膜。采用红外、X-射线衍射和扫描电子显微镜表征了膜的结构及形貌,考察了该膜的正渗透性能。结果表明:纤维素溶解再生过程中没有发生化学变化,但晶型发生了转变;当原料液为0.6 mol/L的氯化钠水溶液,汲取液为特制的营养液时,所制备的正渗透膜的水通量为3.534 L/(m2·h),截盐率达到99%以上。