正相和反相溫敏型凝膠微球的制備與感溫特性的研究.pdf

1、溫度感應型凝膠微球作為智能材料系統(tǒng)中的一部分,正受到國際上越來越多研究工作者的關注.溫度感應型凝膠微球由于其體積小、溫度敏感性高,在許多領域如藥物釋放、化學分離、化學傳感器和催化劑等方面有著誘人的潛在應用前景.盡管迄今人們已在溫度感應凝膠微球方面取得了許多研究成果,但還有許多問題尚待解決.例如,在靶向給藥系統(tǒng)(targeting drug delivery system, TDDS)中,就要求藥物載體--凝膠微球的粒徑小,而且要求其具有

2、較好的單分散性.另外,在某些領域,需要隨溫度變化時,感溫凝膠微球的體積變化趨勢與現(xiàn)有的基于聚(N-異丙基丙烯酰胺)的感溫凝膠微球的體積變化趨勢相反(即要求隨溫度的升高,凝膠微球的體積越大).因此,該文在基于PNIPAM的小粒徑單分散感溫性反相凝膠微球的制備及感溫特性研究、基于氫鍵作用的溫度感應性正相凝膠微球的研究微球種子的制備、IPN結構凝膠微球的制備及其感溫特性、感溫性凝膠微球在溫敏控制釋放過程中的"微泵作用"等方面進行了較為系統(tǒng)地研

3、究,取得了創(chuàng)新性的成果.該文采用無皂乳液聚合制備了聚(N-異丙基丙烯酰胺-co-苯乙烯)(Poly(NIPAM-co-St))凝膠微球,得到了表面規(guī)則、球形度好、粒徑較小、單分散性好的凝膠微球.首次系統(tǒng)地研究了引發(fā)劑、攪拌速度、相比以及反應時間等因素對Poly(NIPAM-co-St)微球的粒徑和單分散性的影響.在國內外首次對正相凝膠微球(Positive thermo-responsive micro-spheres)(又稱為熱脹型凝

4、膠微球)的制備和感溫特性進行了探索性的研究,取得了滿意的結果.借助互穿聚合物網絡(Interpenetrating Polymer Network,簡稱IPN)的結構、原理和制備方法,來制備聚(丙烯酰胺-co-苯乙烯- co-甲基丙烯酸丁酯)/聚丙烯酸(Poly(AAM-co-St-co-BMA)/PAAC)凝膠微球,并且研究在兩步反應過程中諸多因素對粒徑、單分散性以及其感溫特性的影響.首次將感溫型凝膠微球置于微囊內部,建立了微泵(Mi

5、cropump)模型,探索了溫敏凝膠微球在相變時對周圍的溶劑和溶質分子產生的"泵送"影響、從而強化藥物分子釋放過程的機理.微泵作用可使溫敏控釋速率比傳統(tǒng)的僅僅依靠溶質濃度差擴散時的釋放速率大大提高,從而有利于順利完成藥物的定點的釋放.結合相變理論、Fick第一定律和壓縮泵的知識,建立了釋放動力學模型,從理論上證實了凝膠微球微泵作用機制下的當量擴散系數(shù)要高于僅僅依靠濃度差的擴散系數(shù).初步的實驗研究中,證實了微囊內的感溫凝膠微球對感溫控制起