磁响应型微胶囊的合成及其可控释放的研究

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近年来,响应型微胶囊被广泛应用于表面涂层、防腐材料、光电学、生物医学及药物传输等领域,并在这些领域做出越来越重大的贡献。微胶囊技术发展的最终目标是实现芯材物质在特定的时间、位置按照一定的速率进行可控的释放。但是,目前对于微胶囊释放的调控手段仅限于被动式的渗透释放和破坏式的瞬间释放。本文采用水热法制备均一性良好且尺寸可控的Fe3O4纳米颗粒,并通过类St ber法对Fe3O4进行SiO2的包覆,再通过层层组装的方法将尺寸较小的Fe3O4颗粒嵌于微胶囊的聚电解质囊壁上,将SiO2刻蚀,最终得到了一种中心和囊壁均带有磁性颗粒的磁响应型微胶囊。本文通过调节搅拌前驱体的水浴温度及VEG/VDEG的比值实现了对磁性颗粒大小的调控;改变TMAH的量发现加入1.6mL时最适合TEOS在磁性颗粒表面发生水解,且改变TEOS的加入量可以实现对微胶囊的装载能力的调控;层层组装法制备微胶囊的过程中,离子强度的增加不利于制备磁响应微胶囊。在微胶囊的可控释放实验中,对比有无外加静磁场的释放曲线发现,80min内,4000G的磁场作用下微胶囊释放了约80%的芯材物质,而无磁场时仅释放41%(4000G磁场下仅需25min);增大磁场强度至5800G,释放80%的芯材只需37min,且80min时释放量可达96%。对比相同条件下囊壁有无磁性颗粒嵌入的微胶囊的释放曲线发现,在磁场作用下的主动式挤压释放过程中,外磁场对磁性颗粒的吸引作用引起的微胶囊之间的相互挤压起主导作用。以上结果均证明了磁场导致的微胶囊形变及内部压强的改变对芯材物质释放速率的调控性。与以往的微胶囊的释放方式相比,本文的可控释放是一种新型的、调控性更强的主动式挤压释放,且微胶囊的装载空间可调,可重复使用。相对于其它压力挤压方式,磁性颗粒具有良好的生物相容性,且磁力挤压可实现对芯材释放的“远程”(无直接接触)控制,对于在生物体内进行靶向药物传输和药物可控释放更具有实际应用价值。
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