温敏性水凝胶在医用方面的研究进展

水凝胶是一种具有三维网络结构的亲水性凝胶。温敏性水凝胶是智能水凝胶中研究最为广泛的,其能够对环境中微小的温度变化而作出响应。本文概述了温敏性水凝胶在生物医用方面的应用,将温敏性水凝胶分为天然高分子类水凝胶和合成高分子类水凝胶,分析了温敏水凝胶的应用范围,包括药物传输、创伤修复和药物释控等。此外,对于温敏性水凝胶在生物医用材料方向的研究进行了展望。

温敏性水凝胶的合成及表征

以羟丙基甲基纤维素与丙烯酰氯为原料,制备了羟丙基甲基纤维素丙烯酸酯;以偶氮二异丁腈为引发剂、以羟丙基甲基纤维素丙烯酸酯为大分子交联剂、N-异丙基丙烯酰胺为单体在N,N-二甲基甲酰胺中70℃下通过自由基聚合反应24 h,制备了温度敏感性水凝胶。用DSC对其相转变温度进行了表征,并测定了不同温度下达到溶胀平衡时水凝胶的溶胀比,进行了水凝胶的去溶胀动力学及干凝胶的再溶胀动力学研究。在聚合过程中,加入羟丙基甲基纤维素丙烯酸酯制得的水凝胶:相转变温度由30℃降为29℃;在10℃时溶胀比由29降为24.8;去溶胀速率加快,例如:该水凝胶在10 m in内失水率由56%降为16%,在30 m in内失水率由86%降为19%;并且减慢了凝胶的再溶胀速率。

光交联法合成新型温敏性水凝胶的研究

合成了丙烯酸 β 羟基丙酯(β HPAT) N 肉桂酰氧甲基丙烯酰胺(CMMAM)共聚物,采用光交联法制备了温敏性共聚水凝胶。实验结果表明:共聚物交联程度随光照时间延长而增大;在一定温度范围内,水凝胶的溶胀率(SR)随温度升高而减小,表现出显著的温敏行为。

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。

温敏性水凝胶作为固定化酶载体的研究

提出水凝胶载体材料优化模型,根据优化结果制备出了两种性能相异的载体材料即聚丙烯酰胺/2-甲基丙烯酸羟基乙酯和聚N-异丙基丙烯酰胺/2-甲基丙烯酸羟基乙酯,并用其包埋α-胰凝乳蛋白酶,利用载体材料的温敏性可实现固定化酶活力的可控及连续可调,两种固定化酶经连续催化8次,固定化酶活力并无明显下降.

聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏性水凝胶研究进展

具有温度敏感性的PNIPAAm水凝胶是目前凝胶研究的热点之一。文章介绍了PNIPAAm温敏性水凝胶的合成方法和提高性能的方法,总结了此类凝胶的应用,最后对PNIPAAm温敏性水凝胶的发展做了展望。

细胞外基质复合温敏性水凝胶与膀胱上皮细胞的生物相容性

目的检验细胞外基质/温敏性水凝胶(ECM/TSH)复合支架材料与膀胱上皮细胞(UC)的生物相容性,探索其作为泌尿道组织工程支架的可行性。方法实验分为A、B、C三组,A组为ECM/TSH复合支架种植UC组;B组为单纯ECM种植UC组;C组为单纯培养UC组,另设无细胞培养液为空白组(D组)。应用角蛋白免疫荧光染色技术鉴定细胞,应用倒置相差显微镜和扫描电镜观察细胞的黏附和生长情况,利用MTT法检测细胞的活力。结果光镜下ECM/TSH复合支架为红染的网状结构,纤维较粗,网孔较小,未见到细胞碎片;种植UC后4 h可见细胞紧密黏附于材料表面;14 h可见细胞沿支架纤维伸展;3 d时可见黏附于材料的细胞增多、增殖明显;扫描电镜下,可见发育良好的细胞伪足沿纤维伸展,附着牢固,细胞间连接紧密,胞膜表面有ECM分泌。MTT法示各组间细胞相对增殖率差异有统计学意义(P<0.05)。结论 ECM/TSH复合材料具有便于细胞黏附和生长的微孔结构,生物相容性好,无细胞毒性,是一种理想的组织工程材料。

异烟肼温敏性水凝胶的制备及溶出度试验

目的:制备可注射的异烟肼温敏性水凝胶并测定其溶出度。方法:以壳聚糖、β-甘油磷酸钠为基质制备异烟肼凝胶,采用紫外分光光度法测定异烟肼的含量,并考察样品体外释药行为。结果:壳聚糖/β-甘油磷酸钠体系在温度37℃时,20min可形成凝胶。异烟肼在前1 h快速释放50%,后缓慢平稳释放。结论:本凝胶制备方法简单,质量可控,具有缓释性。

温敏性水凝胶灭火剂热稳定性能研究

采用离子聚合法制备聚N-异丙基丙烯酰胺PNIPA;以NIPA和丙烯酸钠(SA)为反应单体,水溶液为反应介质制备线性共聚物水凝胶P(NIPA-co-SA)_L;以Na Cl水溶液为反应介质,NIPA和SA为反应单体制备多孔共聚物水凝胶P(NIPA-co-SA)_P。利用热重分析仪,在氮气气氛下,分别对三种样品进行热失重行为分析和热分解动力学分析,研究其热稳定性能。结果表明:N-异丙基丙烯酰胺类聚合物具有优异的热稳定性。两种共聚物水凝胶P(NIPA-co-SA)的热稳定性更好,热降解活化能比均聚物PNIPA更高,高温下分解更为困难,具有一定阻燃能力。

温敏性水凝胶的合成及棉织物透湿透气整理

以聚乙二醇和顺丁烯二酸酐为原料合成大分子双烯化合物,并将其作为交联剂制备具有网状立体结构的温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),通过轧-烘-焙方式将其整理到棉织物上。研究大分子双烯种类及用量对PNIPAM粒径和棉织物透湿、透气性能的影响。结果表明,PNIPAM能改善全棉织物温度可控下的透湿和透气行为,以MA-PEG600-MA为双烯交联化合物合成的温敏性水凝胶,其粒径和温度变化条件下的溶胀比最大,改善织物透湿和透气性能效果最佳。

P(NIPAM/NVP)温敏性水凝胶的合成及药物缓释研究

以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为原料,过硫酸铵(APS)与亚硫酸氢钠(SBS)为氧化还原引发系统,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,采用自由基聚合的方法合成聚(N-异丙基丙烯酰胺/N-乙烯基吡咯烷酮)P(NIPAM/NVP)水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对其表征,并进行溶胀度、温敏性和脉冲响应性测试,结果显示P(NIPAM/NVP)具有良好的温敏特性。利用P(NIPAM/NVP)为载体对化疗药物阿霉素(DOX)进行吸附,分别在模拟的肿瘤组织环境(pH 5.5)和正常组织环境(pH 7.4)中,25 ℃与39 ℃下进行体外药物释放研究。结果表明,P(NIPAM/NVP)具有较好的肿瘤环境响应释药性,证明P(NIPAM/NVP)在生物医学方面有着很重要的应用。

半纤维素的提取及其温敏性水凝胶的制备

以采用稀碱抽提法从植物残料中提取的半纤维素为原料,通过化学交联法,自由基聚合将单体接枝到半纤维素链上,并交联温敏性单体,促使形成共聚交联网络结构,得到温度敏感性水凝胶。通过物理交联法,半纤维素与壳聚糖物理交联,制备半纤维素基水凝胶。采用交联度测定、溶胀动力学研究、红外光谱、差示量热等手段对化学交联和物理交联两种方法制得的半纤维素基水凝胶温度响应性能进行表征。结果表明:10%NaOH提取的半纤维素得率最高;化学交联法和物理交联法制得的半纤维素基水凝胶,都具有温度负响应特性,为温敏性水凝胶。作为当下较为热门材料,广泛应用于医疗、农业和生物组织工程材料等领域。

温敏性水凝胶的制备及其性能研究

为了有效防止煤矿采空区自燃发火现象,基于传统高分子水凝胶在灭火过程中存在的问题,采用淀粉、聚乙二醇(PEG)、N-异丙基丙烯酰胺、NN-亚甲基双丙烯酰胺、氯化钠(NaCl)溶液为原料制备温敏性水凝胶,并在该体系中添加阻燃剂聚磷酸铵。在实验中,采用试管倒置法测其凝胶不发生流动时的温度(LCST),利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)表征产物结构,借助热重分析仪分别测试水凝胶的热稳定性。这种温敏性水凝胶具有良好的热稳定性以及易降解性,能够随着外部温度的变化发生溶胶-凝胶相态变化,外部温度小于临界转变温度时会呈黏度小的溶胶状,超过临界转变温度(LCST)时呈凝胶状,具有黏度大、稳定性好、防灭火性能高等特点。

过程工程所以温敏性水凝胶作为黏膜免疫投递系统的研究获得进展

近日，中科院过程工程研究所马光辉研究员领导的研究团队在温敏性水凝胶作为黏膜免疫投递系统的研究中获得进展。研究论文Thernlal一sensitive hydrogel as adjuvant—free vaccine delivery system for H5N1 intranasal immunization在生物材料类顶级期刊Biomaterials上发表（2012，33：2351—2360）。

采用星点设计-响应面法优化姜黄素纳米混悬温敏性水凝胶的处方和制备工艺

以泊洛沙姆407、泊洛沙姆188以及羧甲基壳聚糖制备的空白凝胶为基质,结合用反溶剂法制得的姜黄素纳米混悬液,制备姜黄素纳米混悬温敏性水凝胶,并采用星点设计-响应面法优化其处方和制备工艺.以凝胶被模拟泪液稀释前后的相变温度t_(1)、t_(2)为因变量,拟合方程,分析方差以及比较分析预测值和实际值,寻找温敏性水凝胶制备的最佳工艺和处方.FT-IR、SEM、XRD、UV-Vis以及透析袋法被用于分析剂型制备的成功与否以及体外性能考察.研究结果表明:在泊洛沙姆407和泊洛沙姆188的质量分数比为5∶1,羧甲基壳聚糖的体积分数为14.5%,以及戊二醛体积分数为3%的条件下,制备的温敏性水凝胶的胶凝温度预测值和实测值的偏差在±1%以内,且该温敏性水凝胶在室温下呈流动态,并经模拟泪液稀释后为33℃,满足胶凝的基本要求.本研究为该制剂在临床的应用提供了一种新思路.

复方联苯苄唑温敏性水凝胶的临床疗效观察

目的：观察复方联苯苄唑温敏性水凝胶的临床疗效。方法：研究组用复方联苯：节唑温敏性水凝胶治疗50例真菌性阴道炎；对照组用达克宁栓，两组均qd，7d为1疗程，对比观察疗效。结果：研究组第1、11次随访的总有效率分别为95．2％和91．0％；对照组第1、11次随访的总有效率分别为87．2％和73．1％。结论：该制剂疗效显著，使用方法简便易行，值得临床推广。

新型温敏性水凝胶在经导管动脉化疗栓塞中的应用进展

经导管动脉化疗栓塞术(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)是目前抗肿瘤治疗常用的方法,手术的成功很大程度上依赖于栓塞剂的选择。温敏性水凝胶是一种具有特殊结构、温度刺激下的溶胶-凝胶相变及良好生物相容性的新型液体栓塞剂。文章就温敏性水凝胶的特点及其作为栓塞剂在TACE治疗中的应用进展进行系统总结和论述,并浅析了目前的挑战与前景。

温敏性乙二醇壳聚糖水凝胶的制备及药物缓释性能

以乙二醇壳聚糖为原料,乙酸酐为酰化剂,通过N-乙酰化反应,制得了新型温敏性高分子乙酰化乙二醇壳聚糖.通过核磁共振氢谱（1H NMR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及试管倒置法对乙酰化乙二醇壳聚糖的结构及温敏性进行了表征,通过扫描电子显微镜（SEM）和紫外-可见分光光度计（UV-Vis）对水凝胶的微观形貌和体外药物释放性能进行了研究.结果表明,随着反应时间和乙酸酐与乙二醇壳聚糖氨基摩尔比的增加,产物的乙酰度逐渐增加;乙酰化乙二醇壳聚糖溶液具有热可逆温敏性溶胶-凝胶转变行为,可以通过控制乙酰化乙二醇壳聚糖的乙酰度和溶液浓度,使溶胶-凝胶转变温度处于室温至体温（25-37℃）之间;乙酰化乙二醇壳聚糖水凝胶具有＂高度孔隙化且孔隙之间相互连通＂的结构特点,通过控制乙酰度和溶液浓度,可使其孔径大小处于1-40μm范围内;乙酰化乙二醇壳聚糖水凝胶的乙酰度为89.90%时,质量分数为5%-7%的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3-5 d.乙酰化乙二醇壳聚糖有望在药物释放及组织工程等领域得到广泛应用.

美洛昔康温敏性水凝胶的制备及质量控制

目的：制备美洛昔康温敏性水凝胶并建立其质量控制方法。方法：以泊洛沙姆P407、P188为基质制备温敏性水凝胶；采用紫外分光光度法测定其中主药的含量。结果：所制制剂为水溶性淡黄色或淡黄绿色透明凝胶，鉴别、检查均符合2005年版《中国药典》中的相关规定；美洛昔康检测浓度的线性范围为1．95619．56mg·L^-1（r=0．9997）；平均回收率为98．42％（RSD=1．53％）。结论：本制剂制备工艺简单，质量可控。

温敏性纤维素/聚N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶的固体核磁共振表征及动力学研究

利用半互穿网络方法将具有温度响应的高分子聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)与天然纤维素复合得到温敏性水凝胶.通过固体核磁共振的1H,13C CP/MAS(交叉极化/魔角旋转)和QCP(定量交叉极化)等实验手段对复合凝胶的结构进行了定性及定量研究,并利用固体静态变温核磁共振实验和偶极滤波-自旋扩散实验研究了复合凝胶中PNIPAM分子链段的动力学行为.