环糊精衍生物水凝胶材料的研究进展

水凝胶是一种由化学或物理交联的高分子聚合材料,具有亲水性的三维网络结构,使其能够吸收并保持大量的水分。水凝胶相对其他材料有着明显优势,其具有含水量高、性质柔软、通透性高、生物相容性好等优点,这些优异的性质使水凝胶在工业、农业、生物医学乃至生活中都有着广泛的应用。近些年来国内外研究者都致力于开发新型水凝胶,以解决传统水凝胶存在的力学强度差、功能单一的问题。因此,涌现了大批多功能、高强度的新型水凝胶,如温度、pH、光、电磁刺激响应性水凝胶,双网络、互穿网络水凝胶,纳米复合水凝胶,自愈合性水凝胶。其中,环糊精及其衍生物的引入是改善水凝胶不足的重要方法之一。环糊精存在特殊的外缘亲水、内部疏水的环状分子结构以及疏水性空腔,能够通过主客体偶合作用稳定络合疏水性分子。近年来,研究者们充分利用环糊精独特的结构和性质,在设计更好的环糊精衍生物水凝胶结构和功能方面不断地进行尝试,取得了丰硕的研究成果,制备了一系列具有优异性能的环糊精及其衍生物高分子水凝胶。环糊精及其衍生物水凝胶不仅在力学性能方面表现出优势,还具有显著的功能性,如刺激响应性、自修复性、形状记忆性、可注射性等。目前,已报道的环糊精衍生物水凝胶结构多样、性质各异,按其网络结构可分为:(1)化学修饰环糊精作为交联剂合成水凝胶;(2)环糊精衍生物的主客体超分子水凝胶;(3)环糊精衍生物的物理/化学双交联水凝胶;(4)环糊精衍生物的滑环水凝胶。各种交联结构的环糊精衍生物水凝胶的开发,赋予了水凝胶不同的功能和性质,为突破传统水凝胶的应用瓶颈提供了思路,使其在催化工程、药物控释、骨/软骨组织修复和水污染物净化领域具有广阔的应用前景。本文归纳了环糊精衍生物高分子水凝胶的研究进展,按水凝胶的交联结构对环糊精衍生物水凝胶进行分类,分别对环糊精分子、环糊精衍生物水凝胶的结构、制备方法、应用等进行介绍,分析了环糊精衍生物高分子水凝胶所面临的问题并展望其前景,以期为制备多功能、高强度环糊精衍生物水凝胶提供参考。     

可生物降解智能水凝胶的研究进展

可生物降解智能水凝胶因其在生物医学领域有着广泛的应用前景，因而已成为科研工作者研究的热点。详细介绍了可生物降解智能水凝胶的研究现状及其在药物释放体系中的应用，并预测了智能水凝胶可能的发展方向。     

用于文物清洁的多功能水凝胶研究进展

文物的清洁与修复是一项精细而富有挑战性的工作。许多文物不仅具有粗糙和坑洼的表面,还对有机溶剂或水性溶剂表现出较强的敏感性。传统的清洁方法已无法达到良好的清洁效果,甚至会对文物造成损坏。水凝胶材料可以有效控制溶剂释放,且对文物表面污渍具有良好的清洁效果,因而备受修复人员关注。比较分析了传统清洁方式与水凝胶清洁方式的特点,概括阐述了水凝胶结构和分类,并列举了不同种类水凝胶的文物清洁案例,最后提出了水凝胶当前存在的问题和未来发展趋势。     

新型环境敏感性β-环糊精水凝胶的合成及性能研究

通过单6-对甲基苯磺酰β-环糊精酯(β-CD-6-OTs)与乙二胺反应引入活泼的氨基后,进一步与丙烯酸作用进行酰胺化反应,得到单乙烯基修饰β-环糊精(β-CD-6-EA),并以此为单体在交联剂N,N′-亚甲基双(丙烯酰胺)存在下,分别与丙烯酸和甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯共聚,合成两类分子中含悬挂式β-环糊精结构的水凝胶(CEA和CED).通过红外光谱表征了水凝胶的结构,溶胀实验结果表明该水凝胶具有较好的pH,温度及离子强度敏感性.     

基于环糊精包合的超分子水凝胶骨修复材料

分别合成聚β-环糊精作为主体分子及侧链含有金刚烷胺和阿仑膦酸的聚合物作为客体分子,对其化学结构与相对分子质量进行了核磁共振氢谱表征。通过环糊精和金刚烷胺的主客体的分子相互作用得到一种物理交联的超分子水凝胶。通过对聚β-环糊精溶液粒径大小的表征,发现其粒径均匀,平均粒径大小为8.773 nm。倒立法研究发现,主客体分子比例为8∶1时形成的凝胶粘附性能最强。通过流变测试,验证了水凝胶的凝胶化过程。该体系中的阿仑膦酸基团能为水凝胶和骨创伤界面提供强的粘合作用,因而本体系可用于制备可注射水凝胶应用于骨修复领域。     

新型PMAA/MWCNT-COOH杂合水凝胶的合成与茶碱释放

通过甲基丙烯酸(MAA)的原位自由基交联聚合反应制备了一系列新型pH敏感的聚甲基丙烯酸/羧基化多壁碳纳米管(PMAA/MWCNT-COOH)杂合水凝胶.利用红外光谱分析仪(FT-IR)、环境扫描电镜(ESEM)、动态粘弹谱仪(MDA)等对杂合水凝胶的结构、形态和力学性能进行表征.结果表明,MWCNT-COOH的引入,使杂合水凝胶的溶胀速率明显高于纯PMAA水凝胶;在溶胀状态下的力学性能测试表明,水凝胶弹性、回复性能等达到了软组织材料的要求.掺杂不同含量的碳纳米管和改变不同pH环境会影响永凝胶的溶胀行为,改变网孔密度和孔径大小,决定在载、释药物过程中起到重要作用.以茶碱为模拟药物对凝胶载、释药物的研究发现,茶碱在肠道环境中释放速率较快,约8h就达到平衡;而在胃部环境中释放较慢,达到平衡需要时间较长.因此,PMAA/MWCNT-COOH杂合水凝胶有望成为一种潜在的控制药物释放型生物医学材料.     

磺化β-环糊精水凝胶的电刺激响应行为

将β-环糊精用环氧氯丙烷交联制成水凝胶,然后用浓硫酸改性引入-SO3H基团,制备了一种电响应性β-环糊精水凝胶,研究了该凝胶的溶胀性能和电刺激响应行为。结果表明,该凝胶在Na2SO4溶液中其平衡溶胀率随Na2SO4离子强度的增大而减小。在Na2SO4溶液中于非接触直流电场作用下,该凝胶向电场负极弯曲,弯曲速度和应变随外加电压的增大而增大,并随Na2SO4离子强度的增大于0.05处出现最大值。但该水凝胶的电响应行为不受外界溶液pH的影响。在循环电场作用下,其电刺激响应行为具有良好的可逆性。     

智能纳米水凝胶的应用研究进展

智能纳米水凝胶既有尺寸小、比表面积大的特点,又有生物相容性好、可响应外界刺激发生体积和亲水—疏水性等物理化学性能变化的特性,还有响应速度比智能水凝胶快得多的优点,因此它在许多领域呈现出诱人的应用前景.该篇文章介绍了智能纳米水凝胶在药物输送与可控释放、医学诊断、生物传感器、生物材料、微反应器、催化剂载体、吸附与分离和水处理等方面的应用研究情况.最后对智能纳米水凝胶未来的应用研究前景提出了一些粗浅的看法.     

聚合物水凝胶研究进展

对近十几年来聚合物水凝胶的制备、凝胶网络结构、特性以及水凝胶在工业、农业和科学研究等方面的应用作了比较全面的综述．     

环境敏感型纤维素水凝胶及其在药物控释方面的应用

综述了纯纤维素、纤维素衍生物、纤维素与有机无机物共混制备纤维素水凝胶的方法,并且综述了温敏性、pH敏感性、磁响应性纤维素水凝胶在药物控释领域的应用.在此基础上展望了纤维素水凝胶的研究方向.     

高强度水凝胶的摩擦性能研究进展

高强度水凝胶作为一种新型的软而湿类弹性材料具有良好的生物相容性,其低摩擦性能使其成为目前最适合的人体组织替代物材料。介绍了两种新型的高机械强度水凝胶的制备方法,并在此基础上进一步研究了其摩擦特性,发现水凝胶表现出极低的摩擦系数(约10-3);同时分析化学结构、悬挂分子链和测试环境(介质、载荷和滑动速度)对摩擦力的影响,通过吸附-排斥模型对其摩擦机理进行理论分析。     

聚天冬氨酸交联温敏性水凝胶的药物缓释性能

选用牛血清蛋白(BSA)和5-氟尿嘧啶(5-FU)为模型药物,以聚天冬氨酸交联温敏性水凝胶为载体材料,采用包埋法制备了载药水凝胶,研究了水凝胶的载药和释药性能。水凝胶对BSA和5-FU的包埋率均大于98%。37℃时,水凝胶中丙烯酸用量越大,BSA的释放率越低;交联剂用量对BSA的释放率无显著影响。25℃时,丙烯酸用量越大,5-FU的释放率越大;交联剂用量越大,5-FU的释放率越小。37℃时,丙烯酸用量越小,5-FU的释放率越大;交联剂用量越大,5-FU的释放率越小。     

荧光水凝胶在信息防伪中的研究进展

目的 概述荧光水凝胶在防伪方面的研究情况,挖掘其作为新型防伪器件的应用潜能。方法 根据引入的荧光发射源类型不同进行分类,依次从制备、功能响应机理、应用3个方面综述荧光水凝胶的研究进展。查阅大量相关的文献,对荧光水凝胶在信息防伪领域的最新进展进行归纳与总结。结果 荧光水凝胶根据引入的荧光发射源不同分为6类：碳点、镧系元素、有机荧光剂、聚集诱导染料、多个发射源和其他类型。通过调节尺寸和颜色的变化,实现加密/解密过程,提高了信息安全级别。结论 荧光水凝胶是一种具有独特刺激响应性的功能材料,在信息安全领域的深入探究具有重大意义。     

载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶研究进展

近年来载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶得到人们的广泛关注。该复合体系通过结合银纳米颗粒与水凝胶,不仅可以利用水凝胶的光学和电学特性,同时也表现出了对温度、pH、介质离子强度的轻微变化以及对某些生物物质浓度变化的快速响应。对近年来载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶的性能和分类方法的研究进展进行了详述,介绍了该复合水凝胶在催化领域、生物医学领域、纳米技术和环境污染物质降解等方面的应用。     

基于角膜接触镜的眼药缓释水凝胶材料研究进展

常用的眼用药物制剂为滴眼剂或者眼膏剂,具有使用不方便、药物利用效率低、易引起副作用、需频繁施用、影响视力等缺点.采用角膜接触镜缓释的眼用药物制剂可克服这些缺点,因而受到研究人员的重视.综述了基于角膜接触镜、适于缓释眼用药物的poly-HEMA(聚甲基丙烯酸羟乙酯)水凝胶、硅氧烷水凝胶、分子印迹聚合物水凝胶以及含离子配体水凝胶的研究进展,并展望了适于角膜接触镜缓释的眼用制剂的水凝胶材料的发展前景.     

水凝胶载体应用于药物控释的数学建模进展

聚合物水凝胶是由亲水性聚合物链通过物理作用或化学键作用形成的三维网络结构,在受到环境变化刺激时会产生响应性,因而作为药物控释载体广泛应用于医药领域。文中介绍了可控释药系统的类型及其主要影响因素,综述了可控释药数学模型的发展与应用,比较性分析了经验/半经验模型与机理模型,并展望了未来的发展方向。     

疏水缔合水凝胶的最新研究进展

疏水缔合水凝胶由于其独特的交联方式以及具有自愈合的性能而受到诸多研究者的关注。尽管这方面的工作已经取得了许多进展,但是在力学性能、自愈合机理和能量耗散机制方面还存在诸多问题,有必要继续加强该方面的工作。文中综述了2009年至2015年初疏水缔合水凝胶的研究进展,从材料的制备、机理、性能与应用等方面进行了阐述,并对其未来发展进行了展望。     

含笼形POSS的PNIPAM温敏性水凝胶的溶胀及药物缓释行为

以八乙烯基低聚倍半硅氧烷(OVPS)为交联剂,通过溶液共聚制备了聚N-异丙基丙烯酰胺有机/无机杂化水凝胶(P(OVPS-co-NIPAM)),研究了其溶胀、消溶胀和再溶胀及药物缓释行为。结果表明,所有P(OVPS-co-NIPAM)杂化水凝胶的平衡溶胀率SR均随温度升高而降低。20℃,5-P(OVPS-co-NIPAM)杂化水凝胶在去离子水中的SR与常规水凝胶P(MBA-co-NIPAM)相同,但在生理盐水中的SR,前者明显大于后者。随着OVPS含量的增加,杂化水凝胶的SR、再溶胀和消溶胀速率均逐渐下降。5-P(OVPS-co-NIPAM)杂化水凝胶的载药率和累积释药率均高于常规水凝胶P(MBA-co-NIPAM)。此外,P(OVPS-co-NIPAM)杂化水凝胶的药物释放速率均高于常规水凝胶,而且20℃时随OVPS含量增加,释药加快。