聚(n-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸十八酯)疏水缔合水凝胶的制备、结构及性能

摘要

水凝胶材料是一种具有三维网络结构的材料，具有一定的保水性能。由于水凝胶吸水后可以模拟体液环境，使其在生物材料领域有广泛的应用。作为生物材料要求水凝胶具备良好的生物相容性以及较低的生物毒性。明胶是一种天然高分子，具有良好的生物相容性，本研究使用明胶作为乳化剂，丙烯酸十八酯作为疏水单体为体系提供疏水作用，制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸十八酯)疏水缔合水凝胶。主要内容如下:
　　1、成功制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸十八酯)疏水缔合水凝胶。聚合反应将亲水单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与疏水单体丙烯酸十八酯(C18)进行共聚，其中明胶作为乳化剂与C18在水中形成胶束，并与NIPAM进行共聚，使用过硫酸铵(APS)作为引发剂，制备了聚(NIPAM-C18)水凝胶。FT-IR测试及DSC分析证实了聚(NIPAM-C18)疏水缔合水凝胶的成功制备。
　　2、研究了疏水单体C18含量对水凝胶溶胀性能，相转变行为，力学性能的影响。随着C18用量的增加，水凝胶溶胀度变低，低临界相转变温度(LCST)降低，力学性能变好。使用MC3T3小鼠细胞对不同C18含量的水凝胶的细胞毒性进行了研究，证实了这种水凝胶是低毒性的。而对材料的细胞增殖性能研究表明材料对细胞的增殖有促进作用，并且随着疏水单体C18用量增加，这种促进作用增强，材料可以用作潜在的组织修复材料。
　　3、对聚(NIPAM-C18)疏水缔合水凝胶的结构进行了研究。扫描电镜观察显示水凝胶的内部存在着两种不同粒径的孔结构，通过对热处理前后的材料的扫描电镜照片比较分析，两种孔结构代表材料内部两种不同的网络结构，分别是C18疏水为交联点的网络，以及明胶自身作用网络。
　　4、通过对明胶用量的调整对两个网络的比例进行调整，对水凝胶材料的性能进行了研究。发现当体系中两种网络比例相同时，水凝胶材料的力学性能较好，水凝胶的强度可达60kPa以上。另外明胶用量的增加，使材料的LCST升高，溶胀度降低。研究了京尼平改性水凝胶的溶胀性能，力学性能变化。对京尼平交联改性的聚(NIPAM-C18)疏水缔合水凝胶对药物的释放性能进行了研究，37℃下，6h内对模型药物布洛芬的释放量可达近50％。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 刺激响应水凝胶

1．1．1 刺激响应型水凝胶的分类及基本性质

1．1．2 水凝胶网络的形成

1．2 刺激响应水凝胶的应用

1．2．1 药物控释

1．2．2 组织工程

1．2．3 其他应用

1．3 明胶材料简介

1．3．1 明胶的结构

1．3．2 明胶的基本性质

1．3．3 明胶材料的研究进展

1．4 温度敏感型水凝胶

1．4．1 温度敏感水凝胶的基本结构及性质

1．4．2 温度敏感水凝胶的温度响应的作用机理

1．4．3 PNIPAM水凝胶的研究进展

1．5 选题的目的、意义及研究内容

1．5．1 选题的目的、意义

1．5．2 研究内容

1．5．3 本文研究的创新点及意义

第二章 聚(NIPAM-丙烯酸十八酯)疏水缔合水凝胶的制备及C18用量的影响

2．1 引言

2．2 实验试剂及设备

2．2．1 实验设备

2．2．2 实验药品及溶剂

2．3 实验部分

2．3．1 水凝胶的合成

2．3．2 产物的后处理与热处理

2．3．3 水凝胶产物的表征

2．3．4 力学性能

2．3．5 溶胀性能

2．3．6 扫描电镜观察

2．3．7 细胞毒性的研究

2．3．8 水凝胶对细胞增殖性能研究

2．4 结果与讨论

2．4．1 水凝胶的制备

2．4．2 红外表征

2．4．3 DSC分析

2．4．4 材料表面亲水性的表征

2．4．5 力学性能研究

2．4．6 溶胀性能与温敏特性

2．4．7 水凝胶网络结构研究

2．4．8 细胞毒性的研究

2．4．9 细胞增殖吸附性能研究

2．5 本章小结

第三章 不同明胶用量以及京尼平交联明胶对聚(NIPAM-C18)水凝胶性能影响

3．1 引言

3．2 实验试剂及设备

3．2．1 实验设备

3．2．2 实验试剂

3．3 实验部分

3．3．1 水凝胶的合成

3．3．2 水凝胶的表征

3．3．3 溶胀性能

3．3．4 DSC分析

3．3．5 力学性能

3．3．6 水凝胶对布洛芬的控释行为研究

3．4 结果与讨论

3．4．1 水凝胶的制备

3．4．2 水凝胶表观形貌的研究

3．4．3 水凝胶的溶胀性能

3．4．4 明胶含量对水凝胶相转变行为影响的研究

3．4．5 力学性能

3．4．6 京尼平交联水凝胶的制备与性能

3．4．7 交联水凝胶药物释放性能

3．5 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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