pH敏感性多孔半纤维素水凝胶的制备及药物释放性能研究_孙晓锋

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1、２５００２０１２年第１８期（４３）卷＊ｐＨ敏感性多孔半纤维素水凝胶的制备及药物释放性能研究孙晓锋，景占鑫，王海洪，王广征（西北工业大学应用化学系，陕西西安７１００７２）［７，９］摘要：以聚乙二醇（ＰＥＧ）为致孔剂，利用自由基聚泡法、冷冻干燥法、相分离法等。本文以小麦秸秆合法制备了具有多孔结构的半纤维素接枝共聚丙烯酰半纤维素作为原料，ＰＥＧ为致孔剂，利用自由基聚合胺水凝胶，分别用ＦＴ－ＩＲ和ＳＥＭ对水凝胶的结构和制备了一系列多孔半纤维素接枝聚丙烯酰胺水凝胶。表面形态进行了分析；研究了水凝胶的ｐＨ值敏感性２实验以及单体比例

2、、ＰＥＧ用量、ＰＥＧ分子量和交联剂对溶胀率的影响；最后，以亚甲基蓝为模型药物研究了该水２．１试剂与仪器凝胶对药物的释放性能。实验结果表明，ＰＥＧ为致孔［４］试剂：半纤维素（ＨＣ）自制；丙烯酰胺（ＡＭ）、剂，没有参与聚合反应；该水凝胶具有多孔结构以及优ＰＥＧ、过硫酸铵、Ｎ，Ｎ－亚甲基双丙烯酰胺以及其它试良的ｐＨ值敏感性，能够实现药物的控制释放，有望成剂均为分析纯，实验过程中使用的水为二次蒸馏水。为一种良好的药物载体。仪器：红外光谱仪（Ｎｉｃｏｌｅｔ５１０）；Ｑ５０型热重分析关键词：半纤维素；水凝胶；多孔；ｐＨ值敏感性；释

3、药仪（ＵＳＡＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）；紫外－可见分光光度计（天性能津市普瑞斯仪器有限公司，７５２Ｂ）；Ｓ－２４６０Ｎ扫描电子中图分类号：Ｏ６３３文献标识码：Ａ显微镜（Ｈｉｔａｃｈｉ，Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）；ＬＧＪ－１２冷冻干燥机文章编号：１００１－９７３１（２０１２）１８－２５００－０５（北京松源华兴科技发展有限公司）等。１引言２．２水凝胶的制备将０．５ｇ半纤维素和一定量的致孔剂ＰＥＧ加入到水凝胶是具有三维网络结构的亲水性聚合物，它１０ｍＬ蒸馏水中，并将其置于４５℃的水浴中搅拌；待其能够吸收大量的水分，但又不会溶

4、解。根据对外界环完全溶解后，将０．０５ｇ引发剂（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８和一定量境的响应程度不同，水凝胶可分为传统水凝胶和环境的丙烯酰胺依次加入；大约５ｍｉｎ之后，加入交联剂Ｎ，敏感性水凝胶。环境敏感性水凝胶由于对环境的微小Ｎ－亚甲基双丙烯酰胺，并剧烈搅拌使其混合均匀，然后变化，如温度、ｐＨ值、磁场、电场等能够产生响应，被广停止搅拌，将混合溶液置于４５℃的水浴中使反应完［１］［２］泛地应用于药物控制释放、固定化酶和组织工全。反应结束后，将凝胶切成大小均匀的块，在室温下［３］程等领域。天然高分子如纤维素、壳聚糖、海藻酸浸泡２ｄ

5、，每隔数小时换一次水，以除去致孔剂ＰＥＧ、未钠、明胶等相对合成的高分子具有无毒、生物降解性和反应的单体、引发剂和交联剂等。水凝胶的合成条件生物相容性等优点，因此基于天然高分子的水凝胶得如表１所示。到了快速的发展。表１水凝胶的合成条件半纤维素是一种重要的聚合糖，它是由Ｄ－木聚Ｔａｂｌｅ１Ｆｅｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｌｓ糖、Ｄ－阿拉伯糖、Ｄ－葡萄糖、Ｄ－半乳糖、４－Ｏ－甲基－Ｄ－葡ａａ交联剂ｍ（Ａｍ）／ｍ（ＨＣ）ＰＥＧ６０００ＰＥＧ１５００萄糖醛酸等组成的异聚糖。它是植物资源３大组分之样品编号（ｇ／ｇ

6、）（％）（％）（ｇ）一，其含量仅次于纤维素，是一种取之不尽、用之不竭Ｇｅｌ－１４１００．０５０［４，５］的天然高分子。研究发现，半纤维素具有抗菌、抗Ｇｅｌ－２６１００．０５０［６］凝血等作用，因此研究基于半纤维素的生物医药材Ｇｅｌ－３８１００．０５０料具有广阔的发展前景。Ｇｅｌ－４１０１００．０５０Ｇｅｌ－５８００．０５０环境敏感性水凝胶的响应性对其应用是非常重要Ｇｅｌ－６８５０．０５０的，然而传统方法制备的水凝胶响应时间较长，极大地Ｇｅｌ－７８２００．０５０限制了水凝胶在药物控释、组织工程等领域的应Ｇｅｌ－８８１００

7、．０５０［７，８］用。为了解决这一问题，诸多科学家开始研究多孔Ｇｅｌ－９８１００．０２５凝胶，希望在凝胶表面引入多孔结构提高水凝胶的响Ｇｅｌ－１０８１００．０７５应速率。目前，制备多孔水凝胶的方法有致孔剂法、发Ｇｅｌ－１１８１００．０１０＊基金项目：国家自然科学基金资助项目（２０７０７０１６）；陕西省青年科技新星资助项目（２０１２ＫＪＸＸ－１０）；西北工业大学基础研究基金资助项目（ＪＣ２０１１０２７４）；西北工业大学研究生创业种子基金资助项目（Ｚ２０１２１６０）收到初稿日期：２０１２－０３－２８收到修改稿日期：２０１２

8、－０７－１０通讯作者：景占鑫作者简介：孙晓锋（１９７９－），男，陕西宝鸡人，副教授，博士，从事天然高分子功能材料研究。孙晓锋等：ｐＨ敏感性多孔半纤维素水凝胶的制备及药物释放性能研究２５０１ａ注：ＰＥＧ的百分含量是相对于半纤维素和丙烯酰胺的总质蓝的初始浓度和平衡溶度；Ｖ（ｍＬ）是亚甲基蓝溶液的量。体积；ｍ（ｇ）是凝胶的质量。２．３水