PNIPAM及其共聚纳米凝胶的制备与表征

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纳米凝胶具有独特的优势:尺寸可调(从几十纳米到几百纳米)、大的比表面积(可连接多化合价的生物分子)、内部网络结构(有助与生物分子的内部结合)。因此纳米凝胶可作为靶向药物释放载体来物理包封生物活性分子,如药物、蛋白质、碳水化合物和DNA,实现其体外可控释放。在生物医学工程、药物应用和生物材料科学方面,越来越多的研究人员开始设计和制备纳米凝胶,其中最受人关注的是温度、pH敏感纳米凝胶。而采用简单工艺制备粒径可控的纳米凝胶成为其难点。本工作以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为温敏性聚合单体,丙烯酸(AA)和具有良好生物相容性的壳聚糖(CS)为pH敏感性聚合单体,采用无皂乳液聚合法(SFEP)制备了一系列温度、pH敏感纳米凝胶。研究了纳米凝胶的粒径和分布及其溶胀和释药性能。主要研究内容和结论如下:(1)采用SFEP制备的PNIPAM、P(NIPAM-co-AA)、P(NIPAM-co-AA)/CS纳米凝胶球形完整,粒径可控制在200nm以下且分散均匀;连续式比间歇式SFEP合成纳米凝胶的粒径要小,分散更均匀;调节共聚单体AA和CS的加入量,可使共聚凝胶的LCST提高到具有临床意义的37℃以上。(2)随交联剂含量的增加,PNIPAM纳米凝胶的粒径逐渐减小,溶胀性能变差;随乳化剂的增加,凝胶的粒径明显变小,但其溶胀率变化不大;采用SFEP制备纳米凝胶,交联剂和乳化剂的适宜用量分别为单体物质量的8%和0.4%。(3)随共聚单体AA含量的增加,P(NIPAM-co-AA)纳米凝胶的粒径逐渐增大,pH敏感性越来越明显;溶胀速率随着pH的增大而增大,在酸性介质中具有明显的温度敏感性,随着介质pH值的增大,凝胶的相转变温度越来越不明显;载药NL-a(7%)、NZ-a(7%)纳米凝胶的释药性受温度和pH的影响,37℃时的最大释药量大于25℃时的最大释药量,模拟胃液中的释药率明显小于模拟肠液中的释药率。(4) P(NIPAM-co-AA)/CS纳米凝胶的粒径随AA/CS含量的增加而增大;在偏中性介质中溶胀速率最小,在碱性介质中其溶胀速率最大;在模拟体温和肠液环境中,载药N-as(20%)纳米凝胶的药物释放量较小,而且随着时间的延长释药率持续稳定。这种双敏纳米凝胶有望在生物医药领域发挥重要作用。
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