羧甲基壳聚糖接枝丙烯酸凝胶溶胀动力学及药物释放研究

摘要

环境敏感水凝胶由于独特的刺激响应性能力，在许多领域，特别是在医药领域有着诱人的应用前景。凝胶的溶胀性质直接影响药物的传递与释放。合适的释放速度是维持药物在一定血药浓度，达到治疗效果的关键，而这些主要和凝胶的溶胀动力学性质相关。因此，本文制备了一种pH敏感凝胶，主要研究了凝胶结构上的弱相互作用对凝胶的溶胀动力学的影响。
　　 以羧甲基壳聚糖(CMC)、丙烯酸(AA)为原料，N，N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂制备了一系列羧甲基壳聚糖接枝丙烯酸凝胶；考察了凝胶的相关物理力学性能及pH敏感性。
　　 经酸性缓冲溶液预处理的CMC-g-PAA凝胶置入pH6.0-7.4缓冲溶液中的溶胀动力学曲线呈现S形。这种反常的溶胀过程称为凝胶的加速溶胀动力学，即凝胶在一定pH值的缓冲溶液中，经过一段时间的缓慢溶胀之后，在一个较小的时间变化范围内溶胀程度显著增加，直至达到溶胀平衡的动力学过程。这可能归因于凝胶网络中协同物理交联(质子化的羧基之间的氢键交联、羧酸根离子和胺离子之间的离子键交联)的瓦解。并且被凝胶溶胀过程中红外光谱图的变化所证实。凝胶的溶胀动力学遵循Díez-Pe(n)a等提出的加速动力学模型。
　　 经中性介质处理的凝胶在pH≤4.0的酸性介质中溶胀呈现过溶胀现象，即在初始溶胀阶段凝胶快速溶胀到达最大值，然后消溶胀达到平衡的动力学过程。pH≤4.0缓冲溶液中的过溶胀效应归因于质子化的羧基之间的氢键交联、羧酸根离子和胺离子之间的离子键交联的形成。凝胶在酸性介质中溶胀中的过溶胀效应遵循Díez-Pe(n)a等提出的过溶胀效应的动力学模型。当介质pH≥5.0时，凝胶直接溶胀到达平衡，过溶胀效应消失。这可归因于网络中的羧基完全离子化，氢键不能形成。其溶胀过程遵循Schott二级溶胀动力学方程。
　　 在药物释放实验中，研究了pH敏感CMC-g-PAA凝胶对模型药物牛血清蛋白的负载与释放；考察了介质pH值、单体组成对药物释放的影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1水凝胶概述

1.2水凝胶的制备方法

1.2.1单体的交联聚合

1.2.2接枝共聚

1.2.3互穿聚合物网络

1.2.4物理交联的方法

1.3弱相互作用与体积相变

1.4凝胶的溶胀动力学

1.4.1 Fick溶胀动力学模型

1.4.2 Schott二级溶胀动力学

1.4.3过溶胀效应

1.4.4加速溶胀动力学

1.5环境敏感水凝胶在药物控制释放领域的应用

1.5.1 pH敏感水凝胶

1.5.2温度敏感水凝胶

1.5.3其他类型水凝胶

1.6本文的基本思想及主要研究内容

第2章羧甲基壳聚糖接枝丙烯酸凝胶的制备及性能研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1仪器与试剂

2.2.2羧甲基壳聚糖的制备

2.2.3羧甲基壳聚糖取代度的测定

2.2.4羧甲基壳聚糖接枝丙烯酸凝胶的制备

2.2.5凝胶接枝率的测定

2.2.6凝胶力学性能的测定

2.2.7凝胶平衡溶胀程度的测定

2.3结果与讨论

2.3.1羧甲基壳聚糖的取代度和游离胺基含量

2.3.2凝胶的力学性能

2.3.3凝胶的pH敏感性

2.4结论

第3章羧甲基壳聚糖接枝丙烯酸凝胶的加速动力学研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1仪器与试剂

3.2.2红外光谱分析

3.2.3凝胶的预处理

3.2.4凝胶溶胀程度的测定

3.3结果与讨论

3.3.1凝胶的S形溶胀现象

3.3.2预处理pH值对S形溶胀行为的影响

3.3.3缓冲液pH值对S形溶胀行为的影响

3.3.4凝胶组成对S形溶胀行为的影响

3.3.5凝胶加速动力学模型

3.3.6经pH7.0预处理的凝胶在pH7.0缓冲液中的溶胀动力学

3.4结论

第4章羧甲基壳聚糖接枝丙烯酸凝胶的过溶胀效应

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1仪器与试剂

4.2.2红外光谱分析

4.2.3凝胶溶胀程度的测定

4.3结果与讨论

4.3.1凝胶在酸性介质中的过溶胀效应

4.3.2 pH值对过溶胀效应的影响

4.3.3交联剂含量和组成对过溶胀效应的影响

4.3.4过溶胀效应的动力学模型

4.3.5凝胶在pH≥5.0介质中的溶胀动力学

4.4结论

第5章羧甲基壳聚糖接枝丙烯酸凝胶药物释放研究

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1仪器与试剂

5.2.2 BSA标准曲线的制作

5.2.3药物的负载

5.2.4药物的释放

5.3结果与讨论

5.3.1药物的负载

5.3.2介质pH值对药物释放的影响

5.3.3组成对药物释放的影响

5.4结论

第6章结论

致谢

参考文献

硕士期间发表论文及专利