聚氨酯基水凝膠的合成、表征及釋藥性能的研究.pdf

1、聚氨酯水凝膠綜合了水凝膠和聚氨酯兩者的優(yōu)點(diǎn),引起人們很大的研究興趣,并在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了良好的應(yīng)用。本論文研究不同水性聚氨酯基水凝膠的載藥性和藥物的體外釋放規(guī)律,為合成的水凝膠在臨床上的應(yīng)用提供理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　本章首先以聚乙二醇(PEG,Mn=400、600、1000、2000、4000)、聚氧化丙烯二醇(PPG,Mn=2000)、三羥甲基丙烷(TMP)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)、丙

2、烯酰胺(AAm)、丙烯酸(AAc)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和二羥甲基丙酸(DMPA)等為主要原料合成了系列水性聚氨酯基水凝膠,通過紅外、DSC、XRD、電子拉力試驗(yàn)機(jī)、平衡溶脹度等測(cè)試探討了聚氨酯的軟硬段種類及含量、乙烯基單體種類和含量對(duì)水性聚氨酯基水凝膠的影響,深刻研究了水性聚氨酯基水凝膠結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。研究表明,HDI合成的聚氨酯水凝膠的力學(xué)性能和吸水溶脹率相對(duì)優(yōu)于其他異氰酸酯合成的聚氨酯水凝膠;隨著PEG的分子量從400

3、增加到2000的過程中,水凝膠的水溶脹率也是逐漸增大,力學(xué)性能卻是逐漸下降的,但當(dāng)PEG的分子量達(dá)到4000的時(shí)候,水凝膠的力學(xué)性能、水溶脹率卻突然達(dá)到最大;AAm、DMPA、HEMA含量的增加,水凝膠的含水率增加,TMP、PPG、A Ac含量的增加,水凝膠的含水率卻降低。但水凝膠的力學(xué)性能隨著AAm、AAc含量的增加而增加。
　　在深刻探討了水性聚氨酯基水凝膠結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系及影響因素的基礎(chǔ)上,采用互穿網(wǎng)絡(luò)(IPN)法,以HDI

4、、IPDI等為主要原料合成交聯(lián)型水性聚氨酯,再將丙烯酰胺、交聯(lián)劑等乙烯基單體溶脹在聚氨酯乳液中,同時(shí)進(jìn)行自由基聚合,得到具有IPN結(jié)構(gòu)的水性聚氨酯-聚丙烯酰胺(WPU-PAAm)水凝膠,通過IR、DSC和TEM等測(cè)試表征了其結(jié)構(gòu),同時(shí)從微觀角度研究了該水凝膠對(duì)氯霉素、環(huán)丙沙星的載藥釋藥性能。研究表明,WPU-PAAm水凝膠具有明顯的pH響應(yīng)性,堿性介質(zhì)中的溶脹比遠(yuǎn)大于酸性介質(zhì)中,在pH=1～7的酸性條件下,水凝膠的溶脹比隨pH增大而增大

5、,WPU含量越高的水凝膠溶脹比越小,在pH=8～14的堿性條件下,水凝膠溶脹比隨pH增大均迅速增大;溫度對(duì)弱堿性環(huán)境中的WPU-PAAm水凝膠溶脹比的影響較明顯,在pH=2的酸性環(huán)境中和pH=14的強(qiáng)堿性環(huán)境中,溫度的改變對(duì)水凝膠溶脹比影響不明顯;SEM分析表明,合成的WPU-PAAm具有很好的相容性和孔道結(jié)構(gòu),WPU-PAAm水凝膠對(duì)氯霉素、環(huán)丙沙星均有很好的載藥性能和緩釋效果,而且在pH=8的介質(zhì)中,氯霉素和環(huán)丙沙星水凝膠在24小時(shí)

6、后釋藥率都在80％以上。水凝膠對(duì)大腸桿菌抑菌實(shí)驗(yàn)照片通過宏觀結(jié)果進(jìn)一步說明WPU-PAAm水凝膠具有很好的載藥性能。
　　為了很好對(duì)聚合反應(yīng)進(jìn)行定量控制,在前面工作的基礎(chǔ)上,選擇以IPDI、HDI等為主要原料合成乙烯基封端的水性聚氨酯,再將共聚乙烯基單體、交聯(lián)劑等溶脹在聚氨酯乳液中,均勻攪拌密封好后放在鈷源Co60-γ射線輻射下進(jìn)行接枝聚合。通過TEM、SEM等測(cè)試表征了其結(jié)構(gòu),并且通過釋藥性能的研究,確定將硫酸慶大霉素載進(jìn)輻射接

7、枝的水凝膠膜中去,使其具有良好的吸水性能和釋放硫酸慶大霉素。研究表明,通過Co60-γ輻射后,無殘留的乙烯基單體,輻射接枝聚合成功。輻射劑量在30kGy為最佳,此時(shí)凝膠含量達(dá)到90％,平衡溶脹比達(dá)到最高值32;選擇PU:HEMA為2:1得到水凝膠具有很好的機(jī)械強(qiáng)度和平衡溶脹比。共聚物水凝膠材料對(duì)硫酸慶大霉素的吸收隨著硫酸慶大霉素溶液濃度和溫度增大而增大,而隨溶液中離子濃度增大,吸收在減小。輻照前、后加藥物的水凝膠分別在12h和8h內(nèi)快速

8、釋放達(dá)高峰,但是輻照前摻入藥物的水凝膠膜的藥物釋放更完全,更迅速。
　　為了提高聚氨酯基水凝膠的響應(yīng)速度,在傳統(tǒng)聚氨酯基水凝膠的基礎(chǔ)上通過合成半互穿網(wǎng)絡(luò)聚氨酯基水凝膠和新型大孔聚氨酯基水凝膠。通過IR、DSC、SEM、SEM等測(cè)試表征了其結(jié)構(gòu),同時(shí)研究了該水凝膠溶脹速率的性能和載藥釋藥性能。研究表明,控制引發(fā)劑量為單體總固含量的0.5％左右,方可得到較佳凝膠,SEM電鏡顯示了,Semi-IPN2網(wǎng)洞的口徑明顯比Semi-IPN1大