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摘 要

“环境敏感”水凝对外界环境变化所给予的刺激可以作出特殊反应，人们按照实际应用中的不同目的和要求合成了对特定刺激作出特殊反应的水凝胶。由于水凝胶的环境敏感性，在药物控制释放中很有价值。本文以N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸为原料制备具有pH和温度双重敏感的p(NIPAM-co-AA）智能水凝胶，选择曲利苯蓝药物载体进行载药，测试该载药凝胶在不同温度和pH条件下的累计释放率。在酸性条件下(如胃的pH=1.4)只有少量药物释放，但在弱碱性环境中(如肠的pH=7.4)药物很快释放，因此就可减少药物的副作用而达到定向释放的目的。

关键词：温度敏感 pH敏感 水凝胶 N-异丙基丙烯酰胺 丙烯酸 药物释放

Abstract

"Environmentally sensitive" hydrogels can undergo transitional changes in response to the environmental stimulation. Hydrogels of the specific responses were prepared by people in the practical application for different purposes and requirements. Because of the environmental sensitivity of the hydrogel， it has a vast value in the controlled durg release. In this paper，pH- and thermo-sensitive hydrogels p(NIPAM-co-AA) were prepared by the monomers N-isopropylacrylamide and Acrylic acid. Selecting Trypan Blue pharmaceutical as drug model， the control of durg release from hydrogels were studied in the different temperatures and pH conditions. The results show that under acidic conditions (e.g. stomach pH=1.4) only a small amount of drug was released，but in a weak alkaline environment (e.g. intestine pH=7.4) release of the drug was rapid. Therefore the side effects of drugs can be reduced to achieve the purpose of orientation release..

Keywords: thermo-sensitive pH-sensitive hydrogels N-isopropyl acrylamide Acrylic acid drug release

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 文献综述 1

1.1 pH和温敏水凝胶的简介 1

1.2 智能型水凝胶 1

1.2.2 温度敏感性水凝胶 2

1.3 pH和温度敏感性水凝胶的制备 2

1.3.1 制备原理 2

1.3.2 制备方法 2

1.4 pH和温度双重敏感水凝胶在药物释放方面的应用 3

1.4.1 作为小分子药物载体 3

第二章 实验部分 4

2.1 引言 4

2.2 实验试剂 4

2.3 实验仪器 5

2.4 水凝胶的制备 6

2.5 水凝胶释药性能的测定 7

2.5.1 缓冲液的配置 7

2.5.2 曲利苯蓝标准曲线的绘制 7

2.5.3 水凝胶相变温度(LCST)测定 7

2.6 含曲利苯蓝水凝胶药膜的制备 7

第三章 结果与讨论 9

3.1 结构表征 9

3.2 曲利苯蓝的标准曲线 10

3.3 结果 10

3.3.1 药物体外释放的测定 10

3.3.2 温度对药物释放性能的影响 11

3.3.4 水凝胶释药过程模拟 13

3.4 讨论 15

第四章 总结与展望 16

4.1 总结 16

4.2 展望 16

参考文献 17

第一章 文献综述

1.1 pH和温敏水凝胶的简介

众所周知，生物系统的大部分(如人体的肌肉)是由柔软而含水分的物质—凝胶组成的。有的生物(海参等)甚至连骨骼这样的构造都没有，除了极原始的器官以外，其大部分都由水及凝胶材料组成。然而类似这样的生物却能够对外界的接触迅速作出响应，或柔软的躯体瞬间变得僵硬或部分体壁变为劲性物质^[1]。可见水凝胶涉及到诸多科学领域，如高分子科学、生命科学等，对其研究可以揭示许多生命现象。

敏感性水凝胶是一种亲水性高分子交联网络，它能够感知外界环境的微小变化(例如温度、pH、离子强度、光、电场和磁场等)，并通过自身体积的膨胀和收缩来响应外界的刺激。1965年Dusek和Patterson^[2]作出理论预测，认为水凝胶可发生不连续的体积相变。于是科学家用人工的高分子水凝胶进行了广泛深入地研究，上世纪70年代末，Tnakaa等人^[3]首先发现了凝胶的体积相变^[4](Volume Phase Trnasition，VPT），从此智能凝胶的研究获得快速发展，在药物控制释放^[5]、物质分离提纯、活性酶包埋和生物材料培养等方面有广泛应用前景。

1.2 智能型水凝胶

当凝胶受到外界刺激时，凝胶的体积会发生改变，甚至会发生非连续的体积变化，即体积相转变^[6](Volume Phase Trnasitoi)。目前，对智能水凝胶研究最多的集中在pH敏感性和温度敏感性水凝胶上。

1.2.1 pH敏感性水凝胶

pH响应性水凝胶是其体积随环境pH值变化的高分子水凝胶。这类凝胶大分子网络中具有可解离成离子的基团(梭基、磺酸基或氨基)，它们根据环境pH值变化夺取或释放质子。利用pH值敏感性水凝胶的这种性质可以方便地调节和控制凝胶内药物的扩散和释放速率。很多文献^[7]报道了利用这类凝胶作为载体，保护蛋白和多肤类药物，并且使药物在温和的位置(如结肠内)释放，从而实现这类药物经胃肠道给药的有效性。

1.2.2 温度敏感性水凝胶

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