载药磁性水凝胶微球的制备与驱动

磁性水凝胶在药物递送领域具有非常大的潜力,本文为实现药物负载的定向运输,分析了其微球运动原理;基于微流控技术,制备了尺寸均匀的载药磁性水凝胶微球;搭建了该微球的驱动平台,并通过控制产生磁场的频率和方向,控制其速度和方向,验证了磁性水凝胶在药物运输领域的可行性。

壳聚糖-聚丙烯酸磁性水凝胶制备及Cu^(2+)吸附

水中的重金属离子污染的危害性巨大,并且治理相对比较困难,是当今环境保护的一大难题。通过两步法,制备了物理交联的钴铁粒子-壳聚糖-聚丙烯酸-甲壳素(CoFe_(2)O_(4)-CS-PAA-CT)多重互穿网络磁性水凝胶,并对水凝胶的结构、热稳定性、磁性、吸附性能和再生性进行了研究。该CoFe_(2)O_(4)-CS-PAA-CT水凝胶具有良好的自修复性、再生性和吸附性,对Cu~(2+)的饱和吸附量为247.22 mg/g。CoFe_(2)O_(4)-CS-PAA-CT水凝胶在吸附重金属离子时,重金属离子浓度越高,吸附量越高;pH值≤5.0时,吸附效果最好;干扰离子浓度增大会降低水凝胶的吸附量。研究表明CoFe_(2)O_(4)-CS-PAA-CT多重互穿网络水凝胶能够作为未来处理重金属污水的一种新的选择。

磁性水凝胶的制备及其应用研究进展

近些年来,磁性水凝胶材料因其优异的磁性、稳定性和良好的生物相容性而备受关注。同时,对磁性水凝胶的材料改性工作也在不断推进,以提高磁性水凝胶材料的吸附、运载等特定能力。介绍了磁性水凝胶材料的制备,包括共混法、接枝法、原位沉淀法和溶胀法。重点介绍了其在重金属离子吸附、药物运输、癌症治疗等领域的应用。考虑到对未来发展的贡献,对磁性水凝胶在智能多功能材料方面的应用进行了展望。

壳聚糖与聚乙烯醇磁性水凝胶的制备和性能研究

采用反复冷冻-融化技术(冻融)制备了Fe3O4/PVA/CS磁性水凝胶,并以相同方法制备了不交联、不掺磁的PVA/CS共混水凝胶和交联、不掺磁的PVA/CS交联水凝胶,研究对比了三类水凝胶的溶胀性能、再溶胀性能和力学性能随组分配比及冻融次数的变化行为,并研究了Fe3O4/PVA/CS磁性水凝胶的磁性能。结果表明:随着交联剂和Fe3O4的加入和冻融次数的增加,水凝胶的溶胀率减小,再溶胀速率减缓,但力学性能却呈现出增大趋势。Fe3O4/PVA/CS磁性水凝胶各个样品的磁滞回线皆剩磁很少,矫顽力很小,且剩磁和矫顽力的大小取决于Fe3O4掺量的大小,与冻融次数基本无关,随着Fe3O4掺量的增加剩磁和矫顽力都增大。

冻融法制备微米级Fe3O4／聚乙烯醇磁性水凝胶及其磁力学性能研究

以微米级Fe3O4粉末和聚乙烯醇(PVA)为原料,采用反复冷冻-融化技术(冻融)制备了Fe3O4/PVA磁性水凝胶,研究了磁性水凝胶的力学性能、磁场阈值,磁性能等随Fe3O4的含量及冻融次数的变化行为,并使用扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)分别研究了Fe3O4/PVA磁性水凝胶的微观形貌和结晶性能。结果表明随冻融循环次数的增加,Fe3O4/PVA磁性水凝胶的力学性能、磁场阈值,及磁性能等均随Fe3O4的含量及冻融次数显著变化;Fe3O4在磁性水凝胶中分布均匀,PVA水凝胶经反复冷冻-融化后结晶性能有所提高。

纳米Fe_3O_4/聚乙烯醇磁性水凝胶的制备及性能

利用化学方法制得了纳米Fe_3O_4粒子,然后将其与聚乙烯醇(PVA)的胶态溶液共混,通过冻融法制备了纳米Fe_3O_4/PVA磁性水凝胶。采用综合热分析仪、拉伸试验机及ppms-9综合物性检测系统对磁性水凝胶进行了表征和测试。结果表明,纳米Fe_3O_4粒子的加入会降低磁性水凝胶的热稳定性;磁性水凝胶的力学性能和磁学性能随纳米Fe_3O_4含量及冻融次数的改变而显著变化。

磁性水凝胶黏膜下注射辅助离体猪食管内镜黏膜下剥离术的可行性研究

目的探讨基于磁锚定技术的磁性水凝胶辅助内镜黏膜下剥离术(ESD)的可行性。方法以新鲜离体猪食管为模型,在黏膜下注射自行配置的海藻酸钠-四氧化三铁微粒溶液和交联剂,使两者发生反应形成磁性水凝胶。在食管外放置锚定磁体后,黏膜下的磁性水凝胶被吸引,连同病变黏膜一起被抬起,可辅助完成ESD。结果在锚定磁体的磁场力作用下,磁性水凝胶被锚定磁体吸引,可充分显露黏膜剥离面术野并形成足够的组织张力,改善术者操作体验,提高整块黏膜切除率。结论黏膜下注射磁性水凝胶在食管ESD中具有可行性,后续将进一步优化磁性水凝胶性能并进行验证。该技术有望应用于临床。

磁性水凝胶作为靶磁体辅助结肠内镜黏膜下剥离术的可行性分析

目的探讨在磁锚定技术辅助内镜黏膜下剥离术(ESD)中将磁性水凝胶作为靶磁体的可行性。方法以6个新鲜离体猪结肠为模型,将自行配制的海藻酸钠四氧化三铁混悬液与钙剂同时注射到拟定的结肠病变黏膜下,使其发生凝胶化反应,形成磁性水凝胶作为靶磁体。锚定磁体靠近结肠,使磁性水凝胶在锚定磁体磁场力作用下被吸引,从而抬起结肠病变黏膜,辅助完成ESD。结果6个离体猪结肠均成功完成ESD。结肠黏膜下海藻酸钠四氧化三铁混悬液和钙剂注射顺利,二者在黏膜下组织内凝胶化反应良好。锚定磁体靠近结肠后,磁性水凝胶被锚定磁体吸引,可清晰显露术野并提供足够的组织张力,便于ESD的操作。结论利用海藻酸钠四氧化三铁混悬液与钙剂生成磁性水凝胶作为靶磁体完成磁锚定技术辅助ESD具备可行性,进一步优化配比和操作流程后,该技术可用于临床。

磁性水凝胶用于内镜胃黏膜下剥离术的实验研究

目的探讨基于磁锚定技术的磁性水凝胶用于内镜胃黏膜下剥除术的可行性。方法以4个新鲜离体猪胃为模型,在假定病变黏膜下注射海藻酸钠-四氧化三铁混悬液与钙剂,两者发生凝胶化反应后外置锚定磁体,磁性水凝胶被锚定磁体吸引,病变黏膜被抬起,从而辅助内镜黏膜下病变剥除。结果在4个离体猪胃上成功实施了内镜黏膜下剥离术。海藻酸钠-四氧化三铁混悬液注射顺利,与钙剂相遇后迅速发生凝胶化反应。在锚定磁体的磁力吸引下病变黏膜被吸起牵拉,黏膜剥离面充分显露且维持一定张力,极大地改善术者操作体验,方便内镜黏膜下剥离操作。结论黏膜下注射磁性水凝胶在内镜下胃黏膜剥除术中具有可行性。

磁性水凝胶在内镜下非肌层浸润性膀胱癌切除术中的应用

目的探讨基于磁锚定技术原理在膀胱黏膜下注射磁性水凝胶用于非肌层浸润性膀胱癌切除的可行性。方法以4个新鲜离体猪膀胱为模型,将自行配制的海藻酸钠-四氧化三铁微粒混悬液和100 g/L葡萄糖酸钙溶液按体积比1∶1注射到假定的膀胱黏膜肿瘤下方,然后在体外锚定磁体的吸引牵拉下充分显露膀胱黏膜下层,从而完成对假定病变黏膜的完整切除。结果在4个新鲜离体猪膀胱上,可顺利将海藻酸钠-四氧化三铁混悬液和钙剂注射到膀胱病变黏膜下,两者相遇后迅速形成凝胶状。在锚定磁体对磁性水凝胶的吸引牵拉下,病变黏膜下层充分显露,极大地方便了内镜下病灶的切除。结论基于磁锚定技术的磁性水凝胶膀胱黏膜下注射可充分显露术野,极大改善内镜下操作体验,实现病灶的整块切除。

磁性水凝胶对腐殖酸的吸附研究

介绍了磁性水凝胶的合成方法,研究其对水体中腐殖酸的吸附性能.结果表明,磁性水凝胶对水体中腐殖酸的吸附在5 h内达到吸附平衡,吸附动力学符合二级动力学方程,吸附机制为静电吸附;磁性水凝胶对腐殖酸的吸附量较高,最大吸附量为429.00 mg/g,吸附等温线可用Freundlich方程和Langmuir方程模拟;pH值对磁性水凝胶吸附腐殖酸的影响较小,而当溶液中有较高浓度(c)的电解质共存时,磁性水凝胶对腐殖酸的吸附受到抑制.

磁性水凝胶辅助内镜下黏膜剥离的体外实验研究

为验证本研究基于磁锚定技术的磁性水凝胶在辅助内镜下黏膜剥离术中的效果,以微米级的Fe3O4颗粒与海藻酸钠配置质量分数为50%的磁流体,以葡萄糖酸钙为离子交联剂,使海藻酸钠磁流体快速凝胶化形成磁性水凝胶。以猪离体的食管和胃为模型,借助双通道注射装置将磁流体与钙剂同时注射到待切除的黏膜,放置锚定磁体,观察术野中黏膜剥离面显露情况。经双通道注射装置可便捷地将海藻酸钠磁流体和钙剂同步注射到食管和胃黏膜内。在钙剂作用下,海藻酸钠磁流体可迅速发生凝胶化反应,形成磁性水凝胶。在锚定磁体磁场力作用下,注射有磁性水凝胶的黏膜被有效吸引,充分显露黏膜下层的剥离面,并为ESD提供清晰的术野和足够的组织张力。体外模拟实验结果显示,基于磁锚定技术的磁性水凝胶黏膜下注射可有效显露黏膜剥离面术野并提供足够的组织张力,有助于ESD操作。

基于磁锚定技术的磁性水凝胶辅助内镜黏膜下剥离术

目的针对内镜黏膜下剥离术(Endoscopic Submucosal Dissection,ESD)术中黏膜创面暴露难题设计基于磁锚定技术的磁性水凝胶辅助ESD手术方案。方法分析目前ESD手术中影响黏膜暴露的关键性因素,在前期磁外科相关研究积累的基础上,提出了磁性水凝胶黏膜注射,同时给予体外锚定磁体牵引,以实现黏膜切除中创面的充分暴露的方案,并对其锚定力进行了初步实验。结果体外模拟实验提示,大鼠皮下注射磁性水凝胶后,锚定磁体能够对注射了磁性水凝胶的皮肤产生足够的锚定牵拉力,且磁性水凝胶能够很好地聚集于注射部位。结论基于磁锚定技术原理的磁性水凝胶黏膜注射能够辅助ESD术中黏膜创面的显露,具有很大临床应用价值。

磁性水凝胶的制备及其应用研究进展

水凝胶是一种能在水中溶胀并且保持其结构的亲水性三维网络聚合物材料。其中智能水凝胶,即在pH、温度、电场、磁场、可见光和压力等外界环境刺激下能产生不同程度响应的一类水凝胶,逐渐成为近年来的研究热点,特别是磁性水凝胶由于其独特的磁响应性,已经被广泛应用于组织工程、细胞分离与培养、药物控制释放、固定化酶、靶向制药、污水处理等领域。本研究将根据一些国内外研究者对磁性水凝胶的研究工作,详细介绍磁性水凝胶的结构、制备以及应用进展,并对其前景进行了展望。

智能磁性水凝胶的动态黏弹性行为

先采用溶剂热法制备两种Fe3O4纳米颗粒,再将Fe3O4纳米颗粒分散在甲醛交联壳聚糖水凝胶中以获得Fe3O4智能凝胶,制备出一种新型、绿色的智能水凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电镜、流变仪等对产物的形貌结构和性能等进行分析表征。通过采用不同原料配比制备得到了一系列交联的水凝胶,通过施加和不施加磁场,分别获得取向和未取向型磁性水凝胶。重点研究了磁性水凝胶的动态黏弹性行为。磁性粒子的加入提高了体系的储能模量。

聚丙烯酰胺磁性水凝胶的互穿改性

将聚丙烯酸钠引入纳米Fe3O4/γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(TPM)/聚丙烯酰胺(PAM)磁性复合水凝胶体系中,制备了互穿聚合物网络(IPN)超强磁性水凝胶。采用透射电镜(TEM)、激光粒度分析仪、扫描电镜(SEM)、压缩试验机和样品振动磁强计对Fe3O4纳米粒子的粒径、Pickering乳液的结构及水凝胶的结构与性能进行了测试与表征。结果表明,IPN改性水凝胶在保持原复合水凝胶优异性能的基础上,其断面结构比未改性的更为规整,水凝胶的内部缺陷减少;改性水凝胶的抗压强度可达2.8MPa以上,远高于未改性水凝胶的强度;改性水凝胶需要约50min达溶胀平衡,平衡时的溶胀率为24.9;改性后的水凝胶中Fe3O4纳米粒子的磁性并未受到影响。

基于丙烯酸/丙烯酰胺/苯乙烯的新型磁性水凝胶吸附重金属的研究

采用丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、苯乙烯(St)制备了高吸附性的水凝胶[(P(AA-AM-St)],再将SiO_(2)包裹的Fe_(3)O_(4)(Fe_(3)O_(4)@SiO_(2))与P(AA-AM-St)复合制备了磁性水凝胶[P(AA-AM-St)/Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)],研究了其热稳定性、重复利用性,以及吸附条件对其吸附性能的影响,并分析了P(AA-AM-St)/Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)的吸附动力学与吸附热力学等。结果表明:P(AA-AM-St)/Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)对典型重金属离子尤其是对Pb^(2+)的吸附性能较优,最大达到478 mg/g;经过10次吸附解吸附,对Pb^(2+)的吸附量仍达418 mg/g,并且该水凝胶易制备,可作为一种良好的重金属离子吸附材料用于工业废水的处理。

磁性水凝胶的制备及其在正渗透中的应用

在Fe3O4纳米磁流体存在的情况下,将强离子型单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（AMPS）与温敏单体N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）共聚,制备了磁性水凝胶[P（NIPAM-co-AMPS）/MNPs],并将其用作正渗透汲取剂.表征结果证实：磁性水凝胶显示超顺磁性,其饱和磁化强度与Fe3O4磁性纳米粒子（MNPs）含量呈线性关系.正渗透实验结果表明：引入MNPs对磁性水凝胶水通量影响很小,不同MNPs含量的磁性水凝胶在0.5h内平均水通量范围为2.22~2.52L·m-2·h-1;在不同膜方向模式下,磁性水凝胶表现出可忽略的水通量差异,可避免稀释内部浓差极化问题,同时具有重复使用的优点;在温度刺激下（65℃）,引入MNPs可提高磁性水凝胶的脱水效率,质量分数为9.0%的MNPs的磁性水凝胶在最初20min内的脱水率是不含MNPs水凝胶的3.2倍.

基于PVA/Fe_(3)O_(4)水凝胶的锥形光纤磁传感

为了研究磁性水凝胶的磁致折射率变化及其在磁致光传感领域的应用,通过共混法制备了聚乙烯醇/四氧化三铁(PVA/Fe_(3)O_(4))磁性水凝胶,并基于光纤端面反射法测试了该磁性水凝胶在不同外加磁场下的折射率变化,测得其磁致光折射率变化规律。在此基础上设计了磁性水凝胶锥形光纤传感结构。实验表明,在环境温度22℃,磁粒子浓度2.1%时,6.4~22.6 mT范围内基于磁性水凝胶的光纤磁场传感元件波长偏移灵敏度为86.42 pm/mT;磁粒子浓度2.9%时,5.5~30 mT范围内该传感元件波长偏移灵敏度为51.42 pm/mT。该类磁性水凝胶在光纤磁传感测量方面具有良好的应用价值。

磁性水凝胶的制备与应用

介绍了国内外磁性水凝胶的制备和应用,并展望了其在涂料行业的应用。