新型可生物降解两性pH敏感水凝胶的制备与性能研究

摘要

本论文以乙二胺四乙酸酐(EDTAD)、丁二胺(BDA)和重均分子量为500的氨基封端聚乙二醇为原料，合成出了一种新型的两性pH敏感水凝胶，该水凝胶同时具备生物可降解性、pH敏感性和良好的生物相容性。利用核磁共振(NMR）、红外光谱（FTIR)、扫描电镜(SEM)和一般化学分析方法表征了材料的化学结构和pH敏感性，并初步考查了材料的水解性能。下面是主要研究内容和获得的结论：
　　 （1）以乙二胺四乙酸酐（EDTAD）和丁二胺（BDA）为原料，通过酸酐的N-酰化开环反应得到侧链只含羧基的直链共聚物PEB-COOH，然后用N-羟基丁二酰亚胺(NHS)和二环己基碳二亚胺（DCC）活化PEB-COOH中的羧基，以重均分子量为500的氨基封端聚乙二醇（ATPEG500）为交联剂，制得单体间连接全部为酰胺键、侧链只含羧基的交联网络聚合物PEB-ATPEG500-COOH。
　　 （2）FTIR、NMR和SEM表征结果表明，按本研究所述合成方法能成功制备直链共聚物PEB-COOH和侧链只含羧基的PEB-ATPEG500-COOH交联网络聚合物。
　　 （3）用茚三酮显色法测定了PEB-COOH的数均分子量。测试结果表明，控制工艺条件，可制得不同分子量的PEB-COOH。
　　 （4）pH敏感性测试表明，PEB-ATPEG500-COOH具有三个pH敏感范围，分别是pH 2-4，pH 6-7和 pH 10-11，表现出明显的两性pH敏感性；随交联剂用量增加，水凝胶的pH敏感性逐渐减弱。
　　 （5）分别考查了PEB-ATPEG500-COOH在37oC条件下分别在pH2、7、11介质中的溶胀动力学。结果表明，水凝胶PEB-ATPEG500-COOH（Rw=0.581）在中性介质中的溶胀过程是Fickian扩散控制，而在酸性介质和碱性介质中的溶胀是Anomalous扩散，这与PEB-ATPEG500-COOH在酸性和碱性介质中存在较强静电排斥力，从而导致聚合物链的松弛速率变慢有关。
　　 （6）离子强度敏感性测试表明，PEB-ATPEG500-COOH具备一定的离子强度敏感性和良好的耐盐性。
　　 （7）初步的降解实验表明，PEB-ATPEG500-COOH在pH7.4的PBS缓冲体系中其失重率随时间延长而增加，降解98天后其失重率不足30％，降解速率较为缓慢。

目录

文摘

英文文摘

1 绪 论

2 基于EDTAD和BDA的两性pH敏感型水凝胶的制备

3 水凝胶的性能测试

4 两性 pH敏感性水凝胶的降解性

5 结论和后续工作建议

致谢

参考文献

附录