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药物缓控释系统具有控制病患部位的药物释放速率,达到改善治疗效果,降低毒性和降低生物毒性等诸多优点,尤其根据外界给药环境因子发生刺激响应的释药载体方面的探索,一直是该领域的研究热点所在。本文针对目前药物缓释体系存在力学性能较差、刺激响应不灵敏、刺激响应体系单一等问题,采用具有良好生物相容性的天然高分子材料细菌纤维素(BC),通过多种途径对其进行功能化修饰及复合,构建具有多重刺激性响应的药物缓释体系。通过研究材料体系对药物释放行为的影响,探讨该材料体系下药物的释放机理,为BC作为缓释材料制备口服类肠胃道靶向药物缓释材料及透皮给药缓释材料提供理论依据及实验基础。本论文的主要研究工作和结果如下：本工作根据高分子基团接枝修饰及相关理论,以细菌纤维素及小分子药物布洛芬(IBU)为主要原料,通过酯化反应制备BC-IBU酯化细菌纤维素前药,利用傅立叶变换红外光谱、紫外分光光度仪、X射线衍射仪、TG热失重分析、DSC分析等多种测试方法对酯化细菌纤维素前药BC-IBU的微观形态、结晶度、热性能、载药率等进行分析表征。结构分析结果表明,反应产物在很好地保持了反应物BC原有的纳米网络结构的基础上,小分子药物IBU成功接枝在BC分子链中。DSC和TG结果表明BC-IBU保持了基体BC的热稳定性。通过设计具有pH梯度缓释条件,探讨了在体外模拟环境下,酯化前药体系BC-IBU在不同pH环境下的药物释放行为。体外药物释放实验结果表明,药物释放行为具有pH响应性。中性溶液体下外药物释放较慢,而在酸性和碱性溶液中释放速率明显加快。利用数学模型对不同pH条件下的药物释放数据进行拟合,得到药物释放机理。通过缓释半经验方程(Korsmeyer-Peppas方程)拟合不同pH条件下BC-IBU的缓释结果,发现BC-IBU释放行为符合Peppas方程,释放行为由自由扩散与溶蚀作用共同控制。采用共混复合、离子交联的方法制备具有半互穿网络结构和双重刺激响应性的细菌纤维素/海藻酸钠(sodium alginate,简称SA)复合水凝胶(BC/SA)。通过控制工艺过程、材料的质量比、交联剂的浓度、用量及时间等参数,对复合材料的内部微观结构进行调控。研究表明,BC与SA微观结构中相容性良好,SA分散在BC纳米纤维网络基体中形成了均匀交缠的三维网络结构。通过性能分析及对比实验结果可知,当SA的含量为33wt%时,得到制备BC/SA多孔复合导电水凝胶较优配比样品。pH刺激响应吸水率测试结果表明,BC/SA33具有良好的pH值响应性。当pH值由1.5变化至11.8时,复合水凝胶吸水率也由小于8倍增至13倍以上。电刺激响应吸水率测试结果表明,BC/SA33具有良好的电刺激响应性,当外加电场强度由0V增至0.5V,复合水凝胶吸水率由8倍上升至12倍。体外药物释放行为显示药物释放具有pH值响应性,酸性条件下释放缓慢而碱性条件下释放迅速。药物释放速率同时受外加电场强度影响,电场施加可以明显加速药物释放速率。利用缓释半经验方程(Korsmeyer-Peppas方程),对不同pH条件及不同电场强度作用下BC/SA33缓释数据进行拟合,发现BC/SA33释放行为符合Peppas方程,释放行为受自由扩散与溶蚀作用共同控制。根据体外电刺激经皮给药相关参数,利用碳纳米管(MWCNTs)作为掺杂相,设计并制备了BC/SA/MWCNTs复合杂化水凝胶载药体系。随着MWCNTs含量的增加,复合水凝胶的电导率与电刺激响应性增大。MWCNTs的添加量从0%增至0.25wt%时,分散在水凝胶网络中的MWCNTs可使BC/SA/MWCNTs复合杂化导电水凝胶的有效导电网络的密度增大,从而提高其电导率。其中,当MWCNTs为0.25%时,电导率可达到4.67×10-3S/cm。药物释放结果表明,BC/SA/MWCNTs复合杂化导电水凝胶具有pH/电场双重刺激响应特性,随着MWCNTs的添加,可以提升水凝胶体系对电场的刺激响应性。对不同pH环境下BC/SA/MWCNTs电刺激响应性进行探讨,发现水凝胶体系的电刺激药物释放具有pH选择性。此外,体外药物缓释数据表明BC/SA/MWCNTs载药体系对脉冲信号响应敏感,在脉冲电场作用下,可以敏锐识别缓冲信号并实现响应释放。同时,BC/SA/MWCNTs的脉冲刺激响应性也具有pH选择性。