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近年来，智能响应型聚合物在药物释放系统中的应用受到极大地关注。聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)[P(NIPAAm-co-AAc)]是一种对温度、pH双响应的智能响应型聚合物，在药物释放、组织工程等多个领域具有广阔的应用前景。再生丝素蛋白(regenerated silk fibroin，RSF)是一种从蚕茧中提取的，具有良好生物相容性和降解性的天然纤维蛋白，其来源广泛，价格低廉，与响应型聚合物共混不仅可以增强智能材料的生物降解性，还可以降低生产成本。响应型聚合物一般以药物载体的形式应用于药物释放系统中，在多种载体形式中，由静电纺丝技术制备的微纳米纤维比表面积大、直径可调，作为药物载体具有卓越的优势。本文采用全水体系配制纺丝液，通过静电纺丝技术制备P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维，结合原位交联和水蒸气交联两种方法，显著提高了纤维在水中的稳定性。选用罗丹明B封装于纤维中，对其进行了体外响应性药物释放实验。此外，还对并列结构P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维的制备进行了研究。
(1)纺丝液原料的制备及表征。
首先，通过自由基溶液聚合方法合成P(NIPAAm-co-AAc)。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物的特征官能团进行了表征确认。通过实验发现，改变AAc的含量可以调节共聚物的低临界溶解温度(Lower Critical Solution Temperature，LCST)，并且利用该法获得了LCST为38.8℃的P(NIPAAm-co-AAc)，其分子量为6.6×104g/mol。然后，将蚕茧脱胶、溶解、抽滤、透析、浓缩，得到了30wt%RSF溶液。
(2)PNIPAAm/RSF及P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维的制备、交联与药物释放研究。
首先，初步尝试PNIPAAm/RSF纤维的制备与交联，发现只采用水蒸气交联的方法无法达到充分交联的效果。然后，将P(NIPAAm-co-AAc)和RSF与化学交联剂(EDC·HCl、NHS)共混，静电纺丝制得P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维，经扫描电镜(SEM)表征发现当P(NIPAAm-co-AAc)(初始浓度为24wt%)与RSF质量比为1:1时，获得的纤维均匀且无串珠。利用原位交联及水蒸气处理方法对获得的纤维进行分步交联，FTIR、示差扫描量热(DSC)、SEM等检测结果表明，原位交联和水蒸气交联的共同作用可以达到充分交联的效果，显著提高了纤维在水中的稳定性。纤维的温度、pH双响应性通过接触角(CA)测试表征，结果显示在温度40℃，pH5.7的PB溶液中CA最大，为100.3°，在温度25℃，pH6.6的PB溶液中CA最小，为21.7°，表明纤维具有温度、pH双响应性能。以罗丹明B为模型药物，进行纤维的体外药物释放实验。药物释放曲线显示该释药体系具有药物缓释效果，并且随着温度升高，或者体系酸性增强，累计释药率都随之增大，证明P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维释药体系具有温度、pH双响应性。
(3)并列结构P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维的制备与交联研究。
采用三流电纺方法制备并列结构P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维，SEM图显示，由内层为P(NIPAAm-co-AAc)(浓度为24wt%)，中间层为RSF(浓度为30wt%)，外层为水获得的纤维没有串珠，形貌规整。荧光显微镜图表明成功制备了并列结构的纤维。采用乙二胺促进纤维原位交联，并结合水蒸气处理对纤维进行交联，数码照片显示交联较充分。纤维的CA数据显示，温度升高或者体系酸性增强都会使其CA增大，SEM图也显示温度升高使得纤维发生轻度弯曲，这些均表明交联的并列结构P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维具有温度、pH双响应性能。
综上，本文提供了一种以水为溶剂，环保高效的温度、pH双响应P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维药物载体的制备方法，通过EDC·HCl原位化学交联和水蒸气诱导的物理交联共同作用，解决了纤维易溶于水的问题，并制备了两种结构的P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维，丰富了响应型纤维的结构多样性。
(1)纺丝液原料的制备及表征。
首先，通过自由基溶液聚合方法合成P(NIPAAm-co-AAc)。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物的特征官能团进行了表征确认。通过实验发现，改变AAc的含量可以调节共聚物的低临界溶解温度(Lower Critical Solution Temperature，LCST)，并且利用该法获得了LCST为38.8℃的P(NIPAAm-co-AAc)，其分子量为6.6×104g/mol。然后，将蚕茧脱胶、溶解、抽滤、透析、浓缩，得到了30wt%RSF溶液。
(2)PNIPAAm/RSF及P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维的制备、交联与药物释放研究。
首先，初步尝试PNIPAAm/RSF纤维的制备与交联，发现只采用水蒸气交联的方法无法达到充分交联的效果。然后，将P(NIPAAm-co-AAc)和RSF与化学交联剂(EDC·HCl、NHS)共混，静电纺丝制得P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维，经扫描电镜(SEM)表征发现当P(NIPAAm-co-AAc)(初始浓度为24wt%)与RSF质量比为1:1时，获得的纤维均匀且无串珠。利用原位交联及水蒸气处理方法对获得的纤维进行分步交联，FTIR、示差扫描量热(DSC)、SEM等检测结果表明，原位交联和水蒸气交联的共同作用可以达到充分交联的效果，显著提高了纤维在水中的稳定性。纤维的温度、pH双响应性通过接触角(CA)测试表征，结果显示在温度40℃，pH5.7的PB溶液中CA最大，为100.3°，在温度25℃，pH6.6的PB溶液中CA最小，为21.7°，表明纤维具有温度、pH双响应性能。以罗丹明B为模型药物，进行纤维的体外药物释放实验。药物释放曲线显示该释药体系具有药物缓释效果，并且随着温度升高，或者体系酸性增强，累计释药率都随之增大，证明P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维释药体系具有温度、pH双响应性。
(3)并列结构P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维的制备与交联研究。
采用三流电纺方法制备并列结构P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维，SEM图显示，由内层为P(NIPAAm-co-AAc)(浓度为24wt%)，中间层为RSF(浓度为30wt%)，外层为水获得的纤维没有串珠，形貌规整。荧光显微镜图表明成功制备了并列结构的纤维。采用乙二胺促进纤维原位交联，并结合水蒸气处理对纤维进行交联，数码照片显示交联较充分。纤维的CA数据显示，温度升高或者体系酸性增强都会使其CA增大，SEM图也显示温度升高使得纤维发生轻度弯曲，这些均表明交联的并列结构P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维具有温度、pH双响应性能。
综上，本文提供了一种以水为溶剂，环保高效的温度、pH双响应P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维药物载体的制备方法，通过EDC·HCl原位化学交联和水蒸气诱导的物理交联共同作用，解决了纤维易溶于水的问题，并制备了两种结构的P(NIPAAm-co-AAc)/RSF纤维，丰富了响应型纤维的结构多样性。