高强度水凝胶的制备及其性能研究

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水凝胶由于具有良好的吸水、保水及生物相容性等优良性能,在农业、工业、生物医药等领域具有广阔的应用前景而倍受人们关注。与普通水凝胶相比,网络状水凝胶具有较快的溶胀速率和良好的机械性能,成为当前研究的热点。   聚谷氨酸(PGA)类材料是一种无毒、可完全降解的聚合高分子材料,不仅具有较好的化学惰性、易加工性,而且还具有良好的生物相容性,在生物医学领域受到广泛重视。聚乙二醇(PEG)具有良好的亲水性和生物相容性,能够抗蛋白质吸附,是一种优良的生物医学材料。但二者各有其局限性:聚谷氨酸类材料是疏水性物质,降低了其生物相容性;而聚乙二醇的降解性较差。为了使两者在性能上互补,以获得性能更加优异的生物医学材料,人们通过各种手段将聚谷氨酸类材料与PEG复合。   本文选用谷氨酸以及聚乙二醇这两种最普遍的物质为基础原料,制备了两种结构规整的网络状的水凝胶:以PEG酯化物为主链、活化了的PEG为侧链的网络状水凝胶;以PGA酯化物为主链、活化了的PEG为侧链的网络状水凝胶。PEG-PEG网络状水凝胶合成的关键是合成具有4个端基炔-PEG的衍生物,然后利用点击化学的方法将其与PEG(N3)2反应得到水凝胶。PGA-PEG网络状结构的水凝胶合成的关键是合成侧链具有炔基的聚谷氨酸,然后利用点击化学的方法将其与PEG(N3)2反应得到水凝胶。   研究过程中利用DSC,FT-IR,SEM等分析技术对所得凝胶进行表征,研究了网络水凝胶性能(吸水、保水性、拉伸强度等)的影响因素,并对这类水凝胶的药物释放性能进行了初步研究。研究结果表明,通过改变水凝胶骨架上聚合物衍生物(PEG以及聚谷氨酸)的分子量以及合成原料时的配比,可以改变水凝胶的各项性质,并使其成为一种具有优良性能和应用前景的生物材料。
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