光交联羧甲基壳聚糖水凝胶的制备及药物缓释性能研究

羧甲基壳聚糖是一种壳聚糖衍生物,具有良好的生物相容性和可降解性,在生物医药领域具有广泛的应用。本研究合成一种可光交联的水溶性羧甲基壳聚糖衍生物。通过对羧甲基壳聚糖进行双键修饰,合成甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的羧甲基壳聚糖(M-CMCS),并通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对M-CMCS的结构进行表征。通过光引发M-CMCS交联制备具有不同交联度的M-CMCS水凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、流变仪和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)分别对M-CMCS水凝胶的微观形态、黏弹性能、溶胀性能、酶促降解性能和体外药物释放性能进行了研究。结果表明:随着甲基丙烯酸缩水甘油酯与羧甲基壳聚糖的氨基摩尔比的增加,产物的接枝度逐渐增加。M-CMCS水凝胶具有高度孔隙化且孔隙之间相互连通的结构特点,孔径在1~20μm范围内。随着交联度的增大,M-CMCS水凝胶的溶胀比减小。M-CMCS水凝胶在溶菌酶作用下缓慢降解,随着交联度的增大,降解速率减慢。M-CMCS水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达4天。光交联M-CMCS水凝胶在药物释放及组织工程领域具有重要的应用前景。

可注射海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的制备及药物缓释研究

泊洛沙姆是一种温敏性合成聚合物,随着温度改变能够实现溶胶-凝胶转变,但其相对分子质量低,水凝胶结构很难长期保持。本研究以泊洛沙姆为基体,通过与海藻酸钠溶液混合制备了温敏性海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶(SA/P 407)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、试管倒置法、扫描电子显微镜(SEM)、旋转流变仪和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的结构、温敏性、微观形态、动态黏弹性和体外药物释放性能进行了表征,此外还研究了海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的溶胀性能。结果表明:海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶具有温敏性,通过加入海藻酸钠能够降低泊洛沙姆在体温下的成胶浓度(质量分数为6%);通过控制海藻酸钠与泊洛沙姆的质量比,能够使溶胶-凝胶转变温度处于室温与体温(25~37℃)之间,并且缩短凝胶化时间为84 s;海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶具有高度孔隙化且孔隙之间相互连通的结构特点,其孔径大小处于20~80μm范围内;随着海藻酸钠添加量的增加,海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的溶胀率逐渐降低;海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达72 h。海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶在可注射药物缓释载体方面具有重要的应用前景。

基于动态化学键构建自愈合高分子水凝胶

高分子水凝胶是一种具有三维网络结构的软材料,能够吸收并保持大量的水分。高分子水凝胶具有良好的生物相容性和力学性能,在生物医学和生物工程领域具有重要的应用价值。自愈合水凝胶是一种能够响应外界刺激并修复自身损伤的智能凝胶。相比传统水凝胶,自愈合水凝胶具有修复损伤的特性,近年来受到科学界的广泛关注。基于动态化学的自愈合水凝胶是一种能够通过动态的共价键或非共价键交联而重新形成三维网络结构从而修复损伤的新型自愈合水凝胶,该水凝胶能够快速多次地修复自身损伤,有良好的环境适应性,为开发多功能智能新材料奠定了基础。本文综述了近年来基于动态化学键构建自愈合水凝胶的研究进展,重点阐述了基于氢键相互作用、金属配位相互作用、主-客体相互作用、离子相互作用、亲疏水相互作用、亚胺键/酰腙键、硼酸酯键和二硫键的自愈合水凝胶的最新研究情况,同时提出了自愈合水凝胶的一些问题,并分析了未来的发展方向。

可注射乙酰化乙二醇壳聚糖/泊洛沙姆复合水凝胶的制备及药物缓释研究

泊洛沙姆(poloxamer)是一种温敏性聚合物,在浓度为15.0%(质量分数,下同)~30.0%时可形成凝胶。为改善泊洛沙姆在体温下的成胶浓度和药物缓释性能,以泊洛沙姆407为基底,与新型温敏性乙酰化乙二醇壳聚糖复合,制得了温敏性乙酰化乙二醇壳聚糖/泊洛沙姆复合水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、试管倒置法、旋转流变仪、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-vis)对乙酰化乙二醇壳聚糖/泊洛沙姆的结构、温敏性、力学性能、微观形貌和体外药物释放性能进行表征。结果表明,乙酰化乙二醇壳聚糖/泊洛沙姆溶液具有热可逆温敏性溶胶-凝胶转变行为。通过控制乙酰化乙二醇壳聚糖/泊洛沙姆的质量比,能够使溶胶-凝胶转变温度处于室温与体温(25~37℃)之间,缩短凝胶化时间(382s),降低泊洛沙姆407在体温下的成胶浓度(6%)。乙酰化乙二醇壳聚糖/泊洛沙姆复合水凝胶具有高度孔隙化的三维结构,其孔径大小处于10~60μm范围内,且表现出较高的力学性能。乙酰化乙二醇壳聚糖/泊洛沙姆复合水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用,载药凝胶的释药时间可达72 h。乙酰化乙二醇壳聚糖/泊洛沙姆复合水凝胶在可注射药物缓释载体方面具有重要的应用前景。

羟乙基纤维素水凝胶的制备及吸附性能

以羟乙基纤维素(HEC)(作为水凝胶的骨架增强水凝胶的强度)和丙烯酸(AA)为原料,过氧化氢/维生素C混合溶液作为氧化还原引发剂,通过自由基聚合的方法制备HEC–AA水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱对HEC–AA水凝胶的结构进行了表征,分析表明水凝胶内部存在氢键。通过扫描电子显微镜对HEC–AA水凝胶的微观结构进行研究,结果表明HEC–AA水凝胶内部形成了三维网状结构,其孔径尺寸随着HEC用量的增加而减小。通过对HEC–AA水凝胶的吸水和Cu^(2+)吸附性能测试表明,当HEC用量为0.3 g时,HEC–AA水凝胶的吸水性能和对Cu^(2+)吸附能力最好。对盐溶液敏感性的测试表明,HEC–AA水凝胶的吸水性能会随着盐溶液浓度的增加而降低。Cu^(2+)的初始浓度和pH值对吸附性能影响的测试结果表明,当HEC用量为0.3 g,pH值为5,Cu2+初始浓度为100 mg/L时,水凝胶的吸附容量最大为82.3 mg/g。HEC–AA水凝胶在重金属吸附领域具有良好的应用前景。

功能高分子材料的研究进展

功能高分子材料是一类具有催化性、导电性、光敏性、生物活性等特殊功能的高分子材料,对物质、能量、信息具有传输、转换或贮存的作用。功能高分子材料具有质量轻、种类多样、专用性强等特点,广泛应用于机械、信息技术、生物医学等多个领域。功能高分子材料的发展非常迅速,为满足各领域对新技术发展的需要,功能高分子材料逐渐往多功能化方向发展,比如电磁材料、光热材料等相继出现。而随着智能高分子的出现,功能高分子材料也逐渐向着智能化发展,比如自修复功能高分子材料、形状记忆材料等。本文综述了近年来功能高分子材料的研究进展,重点介绍了反应型功能高分子材料、光功能高分子材料、电功能高分子材料、生物医用功能高分子材料、环境降解高分子材料、形状记忆高分子材料及智能高分子水凝胶这几类功能高分子材料,并对其应用做了简要阐述。目前功能高分子材料更多的是仅有光电等传统功能或形状记忆等特殊功能,相信兼有传统功能和特殊功能的功能高分子材料将是未来材料的发展方向。

自修复氧化海藻酸钠-羧甲基壳聚糖水凝胶的制备及药物缓释性能

本研究基于动态亚胺键合成了一种具有自修复性能的氧化海藻酸钠-羧甲基壳聚糖水凝胶(OSA-CMCS)。通过海藻酸钠的糖醛酸,合成了OSA,并通过与CMCS的席夫碱反应制备了具有不同交联度的自修复OSA-CMCS水凝胶,研究了OSA-CMCS水凝胶的微观形态、黏弹性能、溶胀性能、自修复性能、酶促降解性能和体外药物释放性能。结果表明,随着OSA与CMCS配比的增加,水凝胶的交联度逐渐增加,溶胀比逐渐减小。OSA-CMCS水凝胶具有高度孔隙化且孔隙之间相互连通的结构特点,孔径大小在20~100μm范围内。室温条件下,OSA-CMCS水凝胶在无外界刺激时6 h能够实现自修复。OSA-CMCS水凝胶具有可降解性,并随着交联度的增大,降解速度减慢。OSA-CMCS水凝胶对水溶性药物吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达4天。