聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）水凝胶是一种智能材料，具有温度敏感性。它有一个临界转变温度(LCST)，当温度低于LCST时，PNIPAM水凝胶呈现出亲水性，网络高度溶胀;而当温度升高到LCST以上时，PNIPAM聚合物变得疏水性起作用，水凝胶快速收缩，排出绝大部分水分。PNIPAM的这种特殊的温敏性，即智能性，使得水凝胶在很多方面显示了潜在的应用前景，如药物可控释放、组织工程、传感器和物料分离等方面。但是，传统水凝胶温度响应缓慢，药物释放缓慢，残留量大，力学性能差，而且难以降解，这大大限制了PNIPAM水凝胶在生物医学方面的应用。很多研究者针对PNIPAM水凝胶的这些不足展开研究，但是往往只是针对某一方面的改进，很难多方面兼顾。我们针对PNIPAM水凝胶药物释放缓慢、力学性能差以及难以降解三方面的不足同时加以改进，引入一些疏水性高分子聚（ε-己内酯）(PCL)及大分子半互穿结构壳聚糖(CS)等手段来增强PNIPAM水凝胶的力学性能，并通过不同的方式引入可被降解的二硫键这种可在机体内氧化还原降解的弱键结构促进PNIPAM水凝胶的降解性，而且降解过程显著提高药物释放速率且释放完全。对制备的水凝胶进行温敏性研究、载药释放性能分析、降解性能研究。　　具体研究内容如下:　　一、可降解的温敏性水凝胶P(NIPAM-co-PCLDMA-co-BACy)的制备与性能研究　　主单体NIPAM与两种亲疏水性不同、降解方式不同的交联剂聚（ε-己内酯）双甲基丙烯酸酯(PCLDMA)和N，N-双丙烯酰胱胺(BACy)，利用普通自由基聚合法共聚，得到可降解的温敏性P(NIPAM-co-PCLDMA-co-BACy)水凝胶。对水凝胶的内部形貌、温敏性行为、溶胀/去溶胀动力学、压缩性能、体外载药释放性能及降解性能等方面进行研究。研究结果显示，两种交联剂的亲疏水性的差异以及摩尔量配比的不同，可以从分子水平调节水凝胶的各项性能。只有BACy一种亲水性的交联剂交联而成的水凝胶，LCST在32.6℃，溶胀/去溶胀性能均类似于传统PNIPAN水凝胶。添加疏水性的交联剂PCLDMA后，水凝胶的温敏性减弱，LCST值减小，溶胀/去溶胀动力学行为均比传统PNIPAM水凝胶缓慢。且随着PCLDMA用量的增加，这种减小和缓慢程度加剧，一直到只有一种PCLDMA为交联剂的情况，水凝胶的温敏性及溶胀/去溶胀性能达到最低值。这是因为PNIPAM的温敏性及溶胀/去溶胀性能由网络链上亲/疏水基的亲/疏水性平衡决定，且疏水基的疏水作用起主导作用。PCLDMA分子链主要是疏水基，起疏水作用，再加上PCLDMA的半结晶体结构，分子内聚力很大，分子链蜷曲缠绕，难以溶胀伸展，导致PNIPAM水凝胶的温敏性降低。选用左氧氟沙星(LVF)作为模型药物分子，研究水凝胶的药物载体及体外释放性能，结果显示，在模拟生理条件下，水凝胶药物释放量很低，即使释放时间延长至1个月，释放量也不超过30％。调节两种交联剂的含量配比，可以得到具有长效缓释性能的水凝胶。两种交联剂还具有不同的降解方式:水解降解和还原降解，可在还原性生理条件下同时实现。我们研究了在还原性生理条件下，水凝胶的降解对药物分子的释放性能的影响，发现水凝胶在这种条件下，LVF的释放速度明显加快，而且可以将药物分子全部释放出去，避免药物残留，造成药效降低。另外，水凝胶在还原性生理条件下降解2个月，可以很清楚看到凝胶网络的降解断链，说明水凝胶成功被降解。还有，对水凝胶的力学性能进行了测量，质构仪数据结果表明水凝胶有良好的压缩强度。综上所述，P(NIPAM-co-PCLDMA-co-BACy)水凝胶的温敏性，降解性以及力学性能有望能作为水凝胶支架应用于组织工程及药物载体等方面。　　二、冷冻聚合法制备可降解的温敏性半互穿PNIPAM/CS水凝胶及其性能研究　　半互穿结构的水凝胶是在-18℃的条件下，采用冷冻聚合法共聚主单体NIPAM、交联剂BACy和半互穿大分子单体壳聚糖CS。冷冻法在水溶液中进行，所以要求所有组分均能溶于水（CS能溶于1％乙酸溶液）。对水凝胶的内部形貌、温敏性行为、溶胀/去溶胀动力学、压缩性能、体外载药释放性能及降解性能等方面进行研究。研究结果显示，冷冻法制备的水凝胶均有大孔结构，温敏性明显，CS的添加会显著提高水凝胶的LCST值。对水凝胶的溶胀/去溶胀性能的研究，发现CS的添加虽然提高了LCST值，但是降低了水凝胶的温度响应性、溶胀/去溶胀行为缓慢，平衡溶胀度也减小。我们观察水凝胶的内部形貌发现，添加了CS的半互穿水凝胶孔径不均匀，孔壁粗糙不平整，成相分离的结构，这可能是CS在水溶液中的溶解不均，沉积在水凝胶孔壁上。这种结构直接导致CS只是作为一种微米填料增强了水凝胶的力学结构，而对水凝胶的溶胀性能则难以起作用。水凝胶的力学性能也证实了这一点，添加了CS的水凝胶的力学性能明显优于不添加的。作为一种潜在的生物医学材料，我们还对水凝胶的载药及药物释放性能、降解性能进行研究，发现水凝胶对LVF均有长效缓释的作用，且降解性能有助于对药物分子的释放。　　三、二硫键交联可注射型PNIPAM水凝胶的合成与性能研究　　温敏性PNIPAM水凝胶相转变温度为32℃，天然就具有生理条件下原位成胶的优异性能，具有可注射性，但是原位物理成胶的PNIPAM水凝胶氢键作用力弱，导致力学性能较差，容易被挤压松散破碎，对药物的负载效果不好。如果能将PNIPAM水凝胶在原位物理成胶的基础上进一步化学交联，那么就可以达到两全其美的效果。　　采用RAFT活性聚合法和普通自由基法制备线形大分子P(NIPAM-co-TlaAm)，大分子链上含有容易胺解开环生成自由巯基的硫内酯(TlaAm)，在少量氧化剂H2O2(3％)的下，自由巯基氧化耦合交联成二硫键水凝胶。可注射型的P(NIPAM-co-TlaAm)水凝胶可以在室温下PBS(0.1 M，pH=8.0)溶液中进行，不需要有机溶剂，步骤简单，容易操作。随后，对水凝胶的内部形貌、温敏性行为、溶胀/去溶胀动力学、压缩性能、体外载药释放性能及降解性能等方面进行研究。研究结果显示，P(NIPAM-co-TlaAm)水凝胶内部形貌规整，大孔结构，温敏性明显，具有较高的平衡溶胀度，较快的溶胀/去溶胀速率。这些均得益于RAFT活性聚合得到规整的水凝胶网络，网络内部互相贯通的孔结构，线形大分子交联的水凝胶具有同步特征，温度响应性优异。水凝胶的载药及体外释放性能实验研究表明，室温下和生理温度下，水凝胶均有可控释放的性能，其中生理温度下更具有长效缓释的功能。同时二硫键交联的水凝胶具有还原敏感性，还原降解条件下(25℃)，药物释放显著加快。室温下，可注射型二硫键水凝胶可被还原型谷胱甘肽降解完全。