聚异丙基丙烯酰胺在生物医学领域中的研究进展

聚异丙基丙烯酰胺是一类具有温度敏感性的智能高分子材料,其特性在生物医学领域加以利用,可基本满足生物医学用材料的要求,具有广阔的应用前景。从聚合物角度综述了聚异丙基丙烯酰胺近几年在组织工程、药物释放体系、生物分离等领域的研究进展。

聚丙烯酰胺/聚异丙基丙烯酰胺互穿网络水凝胶的制备与性能(英文)

采用分步法用电子加速器辐射合成了聚丙烯酰胺(PAAm)/聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)互穿网络水凝胶,并考察了温度、pH值、离子强度对其溶胀性能的影响.研究表明:互穿水凝胶具有温度敏感性,且其体积相变与互穿网络中PAAm和PNIPAAm含量有关,随着网络中PAAm含量的增加水凝胶的体积相变趋于平缓,可以通过改变PAAm和PNIPAAm的组成比来控制水凝胶的体积相变行为.此外,互穿水凝胶还具有pH敏感性和一定的抗盐性.

聚异丙基丙烯酰胺凝胶及其在生物医学工程中的应用

聚N-异丙基丙烯酰胺具有良好的温敏性能,原子转移自由基聚合(ATRP)技术是合成结构规整性聚合物的有效途径。本文综述了采用ATRP技术合成聚N-异丙基丙烯酰胺的研究进展,并介绍了快速响应PNI-PAM水凝胶的合成方法,以及PNIPAM温敏性凝胶在药物释放、酶的固定、生化物质分离和医用生物高分子材料等方面的应用现状。

明胶-聚异丙基丙烯酰胺水凝胶的pH、温度敏感性

用明胶(Gel)和N 异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为原料,制备了Gel/聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶;研究了不同含量的水凝胶的温度、pH敏感性。结果表明:温度对水凝胶pH敏感性的影响取决于水凝胶的组成。明胶含量高的水凝胶,其pH敏感性几乎不受温度的影响;当0.50<wPNIPAM<0.90时,则温度越高,pH敏感性越小。pH值越低,水凝胶的温敏性越小。但wPNIPAM>0.90时,pH值几乎不影响水凝胶的温敏性。

两亲性聚异丙基丙烯酰胺的合成及其温敏性研究

通过自由基聚合和端酰胺键合的方法合成了一系列分子量不同的端胺基聚 N-异丙基丙烯酰胺 ( PNIPAm)及其含双十二和十四长链疏水烷基两亲性聚合物 ,通过聚合物水溶液的透光率随温度变化曲线的拐点确定其低临界溶解温度 ( LCST) ,并研究其影响因素。结果表明 ,两亲性 PNIPAm水溶液相转变温度不仅受聚合物结构如亲、疏水链长比的影响 ,而且与溶液浓度的也有较大关系。

聚异丙基丙烯酰胺的热敏性能和对吸入的血红蛋白的释放

聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAm）热敏材料是智能材料中最重要和应用最为广泛的材料之一。对PNIPAm的研究热隋源于其表现了最低临界溶解温度，并且该温度处在室温和动物体温度之间。本文通过电化学引发，在含有硝酸钠、过硫酸钾和异丙基丙烯酰胺的混合溶液中进行连续循环伏安扫描或者恒电位处理可以制得PNIPAan聚合物膜，并且该膜可以稳定地附着在ITO电极表面。

明胶-聚异丙基丙烯酰胺水凝胶的溶胀动力学

采用明胶 (Gel)和N 异丙基丙烯酰胺 (NIPAM)为原料 ,制备了Gel/聚异丙基丙烯酰胺 (PNIPAM)水凝胶系列 ;研究了原料配比、pH值及温度对水凝胶溶胀速度的影响。结果表明 ,当温度大于PNIPAM的最低临界溶液温度 (LCST)值时 ,Gel/PNIPAM水凝胶的溶胀速度随着组分中PNIPAM的增加而降低 ,且溶胀过程以扩散渗透控制为主。而pH对水凝胶溶胀速度的影响与温度有关。Gel/PNIPAM配比为 5 / 5 ,温度大于LCST时 ,水凝胶的pH敏感性受明胶控制 ;温度低于LCST时 ,pH对水凝胶的溶胀速度的影响很小。

光聚合法对聚异丙基丙烯酰胺纳米凝胶粒径及形状的控制

纳米凝胶粒径和形貌的控制一直是纳米凝胶领域的研究热点。本研究利用光聚合的方法 ,无需其他有机添加剂 ,合成出 5～ 10 0nm范围的聚酰胺凝胶。其粒径分布范围可控制在 10nm以内。通过SEM对纳米凝胶形貌进行了表征。从结果看 ,可在纳米尺度上对凝胶的形状进行控制 ,并合成出树枝状、球状、核壳结构的纳米凝胶。

碳纳米管/聚苯乙烯-共-N-聚异丙基丙烯酰胺纳米粒子修饰电极的过氧化氢传感器

该工作制备了碳纳米管/聚苯乙烯-共-N-聚异丙基丙烯酰胺纳米粒子(CNTs/PS-coNIPAm),利用其修饰玻碳电极(GCE)发展了高灵敏的过氧化氢(H_(2)O_(2))电化学传感器。通过扫描电子显微镜(SEM)和循环伏安曲线(CV)对制备的修饰材料进行了表征。结果显示,CNTs/PS-coNIPAm修饰电极具有较大的比表面积和优异的电催化活性。与裸电极相比,修饰后的GCE电极对H_(2)O_(2)显示出明显提高的电流信号。CNTs/PS-co-NIPAm为发展新型电化学传感器提供了一条有前景的电极材料。

聚异丙基丙烯酰胺接枝石墨烯纤维的结构及性能研究

将聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)与氧化石墨烯(GO)接枝,然后采用湿法纺丝方法纺制复合纤维,经氢碘酸还原后得到还原氧化石墨烯(RGO)/(PNIPAM)复合纤维。通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱、差示扫描量热仪等对纤维的微观形态和结构进行表征,进一步研究该纤维的力学和电学性能。通过观察扫描电镜和透射电镜发现PNIPAM与RGO充分混合,红外光谱也证实了这一点。RGO/PNIPAM复合纤维玻璃化转变温度为130℃左右,随着PNIPAM的量增加,玻璃化转变温度有所增加。随着PNIPAM含量的增加,复合纤维的电阻率下降,当RGO与PNIPAM质量配比为90:10时,电阻率为2.95×10^(-4)Ω·m。随着PNIPAM比例的增加,复合纤维的强度先增加后降低,当RGO:PNIPAM为90:10时强度最低,复合纤维强度为3.82c N/tex。

接枝在纳米粒子表面的聚异丙基丙烯酰胺刷构象转变中的硫氰酸根离子效应

应用分子场理论研究接枝在纳米粒子表面的聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)球面刷构象转变中的硫氰酸根离子(SCN–)效应,理论模型考虑PNIPAM-SCN–的结合(P-S键)和体系的静电特性.研究发现, PNIPAM球面刷构象转变的低临界溶液温度(LCST)在较低SCN–浓度条件下,随着SCN–浓度的增加会增大.在高浓度条件下,随着SCN–浓度增加, LCST降低.在低SCN–浓度条件下, P-S键分数随着SCN–浓度增加而变大,在刷内产生静电排斥作用;在高SCN–浓度条件下, P-S键的形成趋于饱和,较多的SCN–结合到PNIPAM链中.增加SCN–浓度,会增加抗衡离子浓度,导致了以抗衡离子为中介的静电吸引和静电屏蔽,以及PNIPAM链疏水性的增强.理论结果符合实验观测,并且可以预言,在较强的P-S键作用下,随着温度的降低,PNIPAM球面刷中出现垂直相分离结构,出现两个转变温度,这是由于PNIPAM-SCN–结合导致PNIPAM的亲水作用与疏水作用、静电作用竞争平衡的结果.

聚异丙基丙烯酰胺的热交联及纳米纤维的制备

为制备具有良好稳定性与灵敏度的温敏纳米纤维,将异丙基丙烯酰胺(N-isopropylacrylamide,NIPAm)与羟甲基丙烯酰胺(N-methylol acrylamide,NMA)通过自由基共聚合方法合成了聚异丙基丙烯酰胺-羟甲基丙烯酰胺共聚物P(NIPAm-co-NMA).并利用NMA的自交联能力和热处理,提高了共聚物P(NIPAmco-NMA)的交联度和低临界溶解温度区间的抗溶解能力.采用静电纺丝方法将共聚物P(NIPAm-co-NMA)制备成纳米纤维,研究了纺丝工艺条件对纤维形貌与直径的影响,以及热处理温度与时间对纳米纤维交联程度与形貌保持能量的影响.结果表明,共聚物P(NIPAm-co-NMA)的最佳纺丝参数为:聚合物质量分数为10%,纺丝电压为10 k V.共聚物P(NIPAm-co-NMA)纤维的最佳热交联温度为130℃,热处理时间为6 h,所获得纤维的交联度为82%,热交联后纤维可在低温水溶液中保持稳定,循环加热-冷却5次后其质量仍可保持原来的98%.

偶氮苯基小分子光控聚N-异丙基丙烯酰胺在离子液体中的自组装

偶氮苯基材料因其具有可逆的光致顺反异构特性,可调控聚合物的自组装行为而受到广泛关注。采用不同结构且广泛商业化的偶氮苯基小分子(偶氮苯(AZO)、对羟基偶氮苯(AZO-OH)、对氨基偶氮苯(AZO-NH2)、二甲基黄[AZO-N(CH_(3))_(2)])作为光分子开关,控制聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)在1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺([C2mim][NTf_(2)])离子液体中的自组装行为,探讨不同偶氮苯基末端基元对于PNIPAm自组装相行为的影响。结果表明,偶氮苯基小分子均能有效调控PNIPAm在[C2mim][NTf_(2)]离子液体中的相变响应行为,但不同的末端基元对于PNIPAm的相变温度及相变区间影响甚微。结合原位变温红外谱图分析可知,紫外光照强化了PNIPAm与离子液体之间的相互作用,从而抑制了PNIPAm侧链间的相互聚集,这将促进紫外光照条件下“溶剂化”效应的发生,可获得更低的相变温度。

智能窗口用热响应聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的研究进展

本文综述了智能窗口用热响应聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的热响应机理,介绍了该水凝胶材料的制备方法及相关的性能,阐述了影响PTC效应的主要因素及提高其稳定性的方法,展望了智能窗口用热响应聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶未来的研究方向和发展前景。

聚氮异丙基丙烯酰胺抗菌水凝胶复合棉织物的制备及其性能

为扩大含银抗菌水凝胶的应用和实现缓释抗菌,采用水凝胶复合织物的构建策略,将化学交联与紫外光引发相结合,通过聚氮异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)/载银氧化石墨烯(GO-Ag)抗菌水凝胶复合棉织物,形成新型水凝胶复合织物一体化敷料,并探讨不同层数棉织物复合水凝胶对敷料结构与抗菌性能、拉伸性能以及生物安全性等的影响。结果表明:PNIPAM/GO-Ag抗菌水凝胶与3层棉织物构筑的一体化敷料的综合性能优异;在湿态下,一体化敷料比单一棉织物的断裂强力提升73.7%,达到370 N;敷料的体外细胞毒性呈0级,溶血率小于5%,显示出良好的生物安全性;其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到98%以上,在24 h内具有缓慢释放银离子的效果;抗菌作用主要通过持续释放银离子、诱导细菌产生活性氧造成其氧化损伤等多种作用,从而破坏细菌细胞结构。

聚N-异丙基丙烯酰胺/聚丙烯酸水凝胶的制备及性能研究

当外界环境发生变化时,环境敏感型水凝胶的物理性质或化学性质会随之发生改变,大部分水凝胶对环境的响应比较单一。以丙烯酸(AA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为原料制备的聚N-异丙基丙烯酰胺/聚丙烯酸水凝胶既可以对温度变化也可以对pH值变化做出响应。实验采用一锅法制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/聚丙烯酸水凝胶,通过调节丙烯酸的中和度、丙烯酸(AA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)两种单体的配比、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰(BIS)和引发剂过硫酸钾(KPS)的用量,研究其对水凝胶的吸水性能、拉伸性能的影响,并考察了所制备的聚N-异丙基丙烯酰胺/聚丙烯酸水凝胶对温度及pH响应性能。实验结果表明:当丙烯酸的中和度为125%、n(NIPAm)∶n(AA)=0.3∶1、BIS的质量分数为0.5%、KPS的质量分数为1%时,制备的水凝胶溶胀率最大且有一定的弹性,室温下吸水率达179.73 g/g。该水凝胶在酸性缓冲溶液(pH值=3)中收缩,当缓冲溶液的pH值大于3,水凝胶发生溶胀,具有灵敏可逆的pH响应性能,同时该水凝胶兼具热缩温敏性能。

聚异丙基丙烯酰胺接枝聚丙烯膜表面接触角温敏性“黏滑”行为研究

固体表面尤其是温敏性表面的湿润行为对其实际应用具有重要的影响,本文报道了聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)接枝聚丙烯微孔膜表面水接触角的温敏性"黏滑"现象.扫描电镜被用于表征接枝膜表面的形貌变化,发现在PNIPAM的低临界共溶温度(LCST)以上膜表面接枝层突起较为明显.水接触角实验表明未改性聚丙烯膜表面的前进角和后退角行为正常,且随温度无明显变化,而PNIPAM接枝膜在LCST以上则出现了"黏滑"现象(stick-slip)."黏滑"行为产生的主要原因可能是在LCST以上PNIPAM链的收缩使得膜表面出现能垒,因而造成液滴三相线的"黏滑".

新型聚异丙基丙烯酰胺水凝胶影响大鼠梗死后心肌胶原代谢

目的:探讨不同降解时间的聚异丙基丙烯酰胺水凝胶对梗死后心肌组织胶原代谢的影响。方法:合成两种不同理论降解时间的聚异丙基丙烯酰胺水凝胶(Gel A和Gel B)应用于Wistar大鼠心肌梗死模型,Western blot检测心肌组织转化生长因子(TGF)-β1蛋白表达,RT-PCR检测心肌组织Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA水平,心肌组织切片Masson染色观察胶原沉积及计算胶原容积分数。结果:Gel A或Gel B能明显抑制梗死区心肌组织胶原沉积,减少胶原容积分数;有效抑制梗死后增加的Ⅰ/Ⅲ型胶原mRNA比值;但并不能有效抑制梗死后增加的心肌组织TGF-β1蛋白水平。结论:聚异丙基丙烯酰胺水凝胶调节梗死后心肌组织胶原代谢,但这一作用不是通过TGF-β1胶原代谢调节通路实现的。

端三吡啶基聚异丙基丙烯酰胺的合成及其金属配合物

合成出三吡啶官能化的二硫代酯并以其作为链转移剂进行了异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)的可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合,得到分子量可控和窄分子量分布的端三吡啶基聚异丙基丙烯酰胺(tpy-PNIPAAm),聚合反应为对单体浓度的一级动力学关系.Tpy-PNIPAAm在水中既保持了与聚异丙基丙烯酰胺类似的相转变行为,又拥有三吡啶(tpy)的强络合能力.将tpy-PNIPAAm与金属核素模型进行络合得到金属配合物,所得金属配合物在水中拥有与PNIPAAm类似的相转变行为,同时tpy-PNIPAAm的金属配合物由于其两亲性,在水中可以形成纳米粒子,由于纳米粒子间的静电排斥作用,这种纳米粒子即使在高于相转变温度时,仍能稳定于水中.

聚异丙基丙烯酰胺及其衍生物在组织工程中的应用

聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)是一种新型的智能高分子材料。PNIPAAm大分子侧链上由于同时具有亲水性的酰胺基和疏水性的异丙基而具有良好的温敏性能,同时它还显现出良好的生物相容性和无细胞毒性等特性,可作为理想的细胞外基质材料应用于组织工程领域。本文综述国内外关于PNIPAAm及其衍生物在组织工程中的研究及应用情况。