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通常医用温敏性可注射凝胶体系是一种在体温条件下可从溶胶变成凝胶的聚合物水溶液,其在药物控制释放和组织工程领域的应用研究非常活跃。理想的温敏性可注射水凝胶要求注射前溶胶粘度低、凝胶速度快和形成的凝胶稳定等[1-2]。在特定浓度下,聚N-异丙基丙烯酰胺的水溶液在32℃附近会发生溶胶-凝胶转变。但作为可注射性凝胶它还存在一些问题,如:凝胶速度慢、温度高于LCST时会收缩和凝胶化浓度(critical gelation concentration)过高等缺点。采用亲水、疏水单体共聚可以调整其凝胶性能。因此聚N-异丙基丙烯酰胺类共聚物应用于药物控制释放和组织工程领域的研究非常广泛[3-5]。本文采用N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和丙烯酸-2-甲氧乙基酯(MEA)等单体共聚,通过调整共聚物中亲水/疏水单体的比例,调节共聚物的相变温度及灵敏性,得到一种相变速度快,注射前粘度较小且稳定的N-异丙基丙烯酰胺基温敏性可注射溶胶-凝胶体系。具体研究内容如下:1.采用自由基聚合法制备了N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酸羟乙酯/丙烯酸-2-甲氧乙基酯共聚物(P(NIPAAm-co-HEA-co-MEA))。采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)和氢核磁共振光谱仪(1H-NMR)对其结构和组成进行表征;采用凝胶渗透色谱(GPC)表征其分子量和分子量分布;采用试管倒置法研究不同组份、不同浓度的聚合物溶液的溶胶-凝胶性能,测定具有溶胶-凝胶相转变特性的样品的凝胶化温度、凝胶化时间、相变时间、凝胶收缩率和凝胶-溶胶时间;采用示差扫描量热器(DSC)测定样品的凝胶化温度;采用混合流变仪测定样品在溶胶-凝胶转变温度前后粘度的变化。结果表明,共聚物的结构组成对凝胶化温度(gel temperature)有重要影响,共聚物中疏水性链段(MEA)含量越多,凝胶化温度越低;共聚物的浓度对凝胶化温度几乎没有影响;随着NIPAAm和HEA含量的降低,聚合物溶液的凝胶化时间(gel time)和相变时间(phasetransition time)缩短;和PNIPAAm相比,P(NIPAAm-co-HEA-co-MEA)共聚物有较短的phase transition time(小于10s),较短的gel time(小于15s),较长的sol time,较低的收缩率。2.采用自由基聚合法制备了丙烯酸羟乙酯/丙烯酸-2-甲氧乙基酯共聚物(P(HEA-co-MEA))。采用FT-IR和1H-NMR对共聚物的结构和组成进行表征。采用GPC表征其分子量和分子量分布。分别研究不同组成的聚合物在去离子水和甲醇中的溶解性。用试管倒置法和观察法分别研究不同组成、不同浓度的聚合物在去离子水、乙醇和水/乙醇溶液中的溶胶-凝胶性能。结果表明, HEA和MEA具有相同的反应活性, P(HEA-co-MEA)的亲水性链段HEA越多,P(HEA-co-MEA)的水溶性越好;P(HEA-co-MEA)共聚物具有明显的温度敏感性,但不会成为凝胶,其与PNIPAAm的混合物的水溶液也不能成为凝胶。3.鉴于微波加热技术在化学反应中加热均匀、反应速度快等优点,采用微波加热法,分别以DMF和丁酮为溶剂,用PEG、聚醚胺、三乙醇胺和六亚甲基二异氰酸酯制得具有较高强度的温度和pH双重敏感性的聚乙二醇/聚醚胺(PEG/D-2000)水凝胶。用FT-IR分析了水凝胶的化学结构。用拉力机研究了不同的PEG和聚醚胺的配比对水凝胶强度的影响、含水量和强度的关系等。用重量法研究了水凝胶的组份配比对温度敏感性、pH敏感性和乙醇/水混合溶液中的溶胀性的影响。结果表明,水凝胶的拉伸强度随着PEG比例的增加而下降,溶胀率随着PEG比例的增加而增加;水凝胶在水中具有温度可逆响应性,且溶胀率较大的水凝胶温度可逆响应较明显;水凝胶在pH值(1-4)环境下具有pH敏感性。