磁性聚合物微球的原位合成及应用研究

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以二乙烯三胺(DETA)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)为反应单体,以FeCl3·6H2O为铁盐,通过反相细乳液聚合法,制备了以FeCl3·6H2O为内容物的空心聚脲微球(PU),进一步通过加入还原剂和沉淀剂,通过化学共沉淀法制备出磁性聚脲复合微球,然后以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、甲基丙烯酸(MAA)、磁性聚脲微球为基本原料,采用细乳液聚合法制备出温敏磁性聚合物微球。通过紫外-可见分光光度法考察了温敏磁性聚合物微球对模拟药物Rh B的载药性能,并研究了载药温敏磁性聚合物微球在模拟肠液中的药物释放行为。首先,研究了反相细乳液体系稳定性和粒径大小的影响因素。研究结果表明,反相细乳液的稳定性和尺寸主要由表面活性剂加入量、超声时间和油水相比决定,其他因素对其影响相对较小。当以0.8 g Span 80为表面活性剂,油水相比为7:1,在冰水浴下超声10 min,可制备出稳定的反相细乳液,用纳米粒度仪测其粒径约为360 nm。其次,通过反相细乳液界面聚合法制备了聚脲空心微球,然后采用化学共沉淀法在聚脲微球的空腔中原位合成磁性Fe3O4纳米粒子。探讨了反应单体TDI的加入方式、极性溶剂和助稳定剂对聚脲微球形貌的影响;研究了还原剂的种类及用量、碱性溶液的种类和反应温度对聚脲空腔中Fe3O4粒子磁性能的影响。通过透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)等对磁性聚脲微球进行了测试表征。最佳聚脲磁性微球的制备工艺为:以DETA为反应单体1,甲酰胺为极性溶剂,KNO3为助稳定剂,采用半连续式加料方式加入反应单体2(TDI),30°C下反应12 h,可合成出聚脲微球。在含有聚脲微球的反相细乳液体系中加入2 m L N2H4·H2O和5 m L NH3·H2O,80°C条件下加热30 min,可制备出形貌规整、粒径在350nm左右、饱和磁化强度为43.9 emu·g-1的聚脲磁性纳米微球。再者,在PU@Fe3O4复合微球基础之上,以NIPAM、MAA为反应单体,采用细乳液聚合法,合成出了温敏磁性聚合物微球。利用TEM、VSM、差示扫描量热仪(DSC)等对复合微球进行了表征,得出以下结论:温敏磁性聚合物微球的粒径约为400 nm,饱和磁化强度为13.6 emu·g-1,最低临界溶解温度(LCST)约为42.6°C。最后,以罗丹明B为模拟药物对温敏磁性聚合物微球进行了药物装载及体外释放研究。研究结果表明,在固定载药温度为30°C和浓度为0.15×10-2 mol/L,载药时间为50 min时,在p H为5.7的PBS缓冲溶液中,每克温敏磁性聚合物微球最大载药量为73.40 mg Rh B。在药物释放实验中发现,药物释放温度为44°C时的温敏磁性聚合物微球的药物释放效果高于37°C,在14 h后药物累积释放率分别为60%、31%,表明温敏磁性聚合物微球具有较好的缓释性能。
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