一种可生物降解温敏凝胶的制备和性能研究

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温敏凝胶由于在最低临界溶解温度(LCST)下会发生体积相变,是具有良好应用前景的药物控制释放载体材料,但因不能生物降解而限制了它的实际应用。本文合成出一种具有温敏特性的多官能团大分子聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸甲酯-丙烯酰肼)(PNMH),用它交联氧化的海藻酸钠(OSA),得到了一种新型的可生物降解温敏凝胶PNMH-OSA。并系统地研究了大分子PNMH的温敏性能,PNMH-OSA凝胶的温敏性能、降解性能和释药性能。采用红外光谱(IR)、激光共振拉曼光谱(LCRS)等手段对PNMH和PNMH-OSA凝胶的结构进行了表征与分析。实验结果表明,联氨部分取代丙烯酸甲酯(MA)段上甲氧基,得到带有-NHNH2交联基团的大分子PNMH;PNMH-OSA凝胶是由PNMH上的-NHNH2基团与OSA上的-CHO基团交联所得的凝胶。PNMH具备温敏性能,且随着PNMH溶液的浓度增大、NIPA量的减少、离子强度增强和取代时间变短,PNMH溶液的LCST降低;PNMH溶液的LCST在强碱性溶液中最高,而在中性溶液中最低。PNMH-OSA凝胶同样具有温敏特性,随PNMH量的减少,凝胶对温度敏感程度减弱。PNMH-OSA凝胶是由于C=N键的断裂而降解。随PNMH量增加,PNMH-OSA凝胶降解时间变长;mOSA:mPNMH=2:8的PNMH-OSA凝胶在37℃下比25℃下更难降解,而其余配比的凝胶在37℃更容易降解;海藻酸钠氧化度越高及大分子取代度越低,凝胶降解时间越短;单体聚合时,MA量愈大,所得凝胶降解愈困难;凝胶在酸性和碱性条件下更容易降解;介质离子强度越高,凝胶含水量越低,凝胶降解所用时间越短;凝胶以片状或较小体积形式降解时,其降解所用时间短。PNMH-OSA凝胶释药实验结果表明,高分子量牛血清蛋白(BSA)的释放主要是通过凝胶降解来控制,而低分子量亚甲基兰(MB)的释放以扩散为主。载MB或BSA的mPNMH:mOSA=6:4凝胶的在初始阶段累积释药率接近于mPNMH:mOSA=4:6凝胶的,此后mPNMH:mOSA=4:6凝胶的累积释药率明显高于mPNMH:mOSA=6:4凝胶的累积释药率。PNMH-OSA凝胶在37℃下的MB累积释药率一直高于25℃下的累积释药率。
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