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,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)用提供理論和實驗基礎(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、電子拉力試驗機、平衡溶脹度等測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的分子量達到4000的時候,水凝膠的力學(xué)性能、水溶脹率卻突然達到最大;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,同時進行自由基聚合,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等測試表征了其結(jié)構(gòu),同時從微觀角度研究了該水凝膠對氯霉素、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的強堿性環(huán)境中,溫度的改變對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

6、后釋藥率都在80％以上。水凝膠對大腸桿菌抑菌實驗照片通過宏觀結(jié)果進一步說明WPU-PAAm水凝膠具有很好的載藥性能。
　　為了很好對聚合反應(yīng)進行定量控制,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射線輻射下進行接枝聚合。通過TEM、SEM等測試表征了其結(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,此時凝膠含量達到90％,平衡溶脹比達到最高值32;選擇PU:HEMA為2:1得到水凝膠具有很好的機械強度和平衡溶脹比。共聚物水凝膠材料對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等測試表征了其結(jié)構(gòu),同時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