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随着各种药物体系的开发,pH和温度双重敏感特性水凝胶作为一种新型高分子生物医用材料备受关注,天然高分子和合成高分子混合体系表现出各自不同的性质和特点,可用于制备理想的药物载体材料。
本文作为探索性工作,研究温敏性聚甲基乙烯基醚(PVME)和pH敏感性天然高分子羧甲基壳聚糖(CMCS)共混体系在溶液和本体状态下两者间的相互作用。通过浊度法测试体系的低临界溶解温度(Lower Critical SolutionTemperature,LCST)和等电点(Isoelectric point,IEP),发现随CMCS含量增加,溶液的LCST降低;加入PVME,使体系IEP升高。用溶剂挥发法制备了PVME/CMCS共混膜,借助红外光谱、扫描电镜、DSC、TGA和力学测试等手段对共混膜的结构和性能进行分析表征,结果表明PVME和CMCS形成分子间氢键,有助于两者相容;PVME的加入提高共混膜的热稳定性和断裂伸长率。通过红外光谱、扫描电镜、溶胀度测试等方法研究了pH值对PVME/CMCS共混膜微观结构和性能的影响,探讨高低pH值下两组分间作用的强弱,发现低pH值时,分子间氢键作用较强,混合体系微观形貌较致密,在水中形成只溶胀不溶解的物理水凝胶,溶胀度随体系中PVME含量增加而减小;高pH值时,分子间氢键作用较弱,微观形貌表现粗糙,在水中迅速溶解。
针对高pH值下制备的CMCS/PVME混合膜在水中溶解问题,以戊二醛为交联剂获得pH和温度敏感性CMCS/PVME半互穿网络(semi-IPN)水凝胶。红外光谱、扫描电镜等分析手段用于揭示水凝胶微观结构,测定凝胶的溶胀动力学和平衡溶胀度,并以抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)为药物模型,用浸泡法制备载药凝胶,对其体外释放做初步考察。结果显示:semi-IPN水凝胶溶胀度随交联剂用量增加逐渐减小;PVME用量增加,凝胶溶胀度先增大后减小;当pH为1.0和7.4时,水凝胶溶胀度较大;pH为3.0和5.0时,水凝胶平衡溶胀度较小;37℃时,水凝胶溶胀度较小。改变组分比和交联剂用量能达到不同的药物释放效果。
采用电子辐射方法获得pH和温度敏感性PVME/CMCS水凝胶。结合红外光谱、凝胶分数测定和热重分析等研究手段对水凝胶的微观结构进行分析,发现PVME/CMCS共混溶液经电子束辐射后,PVME发生交联,CMCS以接枝和半互穿方式与PVME产生化学或物理作用,形成共混物水凝胶。溶胀动力学和平衡溶胀度测试表明,此凝胶具有温度和pH双重敏感特性。在25℃、pH=7.4的缓冲溶液中对5-Fu进行吸附,并在37℃、pH=7.4的缓冲溶液中初步考察此载药凝胶的体外释药性能及其影响因素,结果表明改变共混凝胶组分比可控制载药量并调控药物释放时间。