温敏型水溶胶
温度敏感性材料基本原理及其应用
N-异丙基丙稀酷胺(NIPAM)是温敏型凝胶PNIPAM的最主要的组成部分。
NIPAM单体分子式为C6H11N0,常温下为白色片状晶体,溶点为60℃分子量为113.18。
它含有不饱和C=C双键,在水溶液中可以打开进行自由基聚合从而得到高分子量的聚合物。
NIPAM及聚合物的结构式如图1所示。
图1 N-异丙基丙烯酰胺单体及其聚合物的结构式NIPAM单体聚合后得到聚N-异丙基丙稀醜胺(PNIPAM),聚合物大分子侧链上同时存在着亲水性的醜胺基和疏水性的异丙基两部分。
一般而言,在常温下,亲水基团与水分子之间由于强烈的氧键作用力,使PNIPAM分子链溶于水。
随着温度的升高,部分氢键作用力逐渐减弱,而PNIPAM 高分子链中的疏水作用力不断增强[4]。
当达到一定温度时,在疏水基团的相互作用下,高分子链互相聚集,发生体积相转变,并吸收热量;但当水溶液温度降低时,它又能够可逆地恢复到原来的状态而发生溶胀。
这一相变温度称为低临界溶解温度(Low Critical Solution Temperature,LCST),也称为低相变温度或池点温度。
PNIPAM不管以线型还是交联形式存在,都会在低临界溶解温度处体积收缩发生相转变,展现出温度敏感性能。
在LCST附近,PNIPAM凝胶的其他性质如折射率、介电常数、表面能等也会发生突变,同时也具有可逆性[5]。
1.2.2 PNIPAM类温敏性高分子凝胶的温敏机理大多数研究者认为，PNIPAM具有温敏性能与其物质的结构有关。
PNIPAM分子内具有一定比例的疏水性的异丙基和亲水性的酰胺基。
在温度低于LCST时,PNIPAM高分子链中酰胺基与周围水分子间存在着强烈的氢键作用力(亲水作用力),使高分子链与溶剂具有较好的亲和性,此时PNIPAM高分子链呈现出伸展状态,即在LCST以下吸水溶胀。
温度上升,当温度升高至LCST 以上时,水分子与酰胺基之间的亲水作用力减弱,PNIPAM分子链中异丙基间的疏水作用力得以加强,当温度升高至LCST以上时,PNIPAM高分子链中的疏水作用逐渐加强并起主导作用,使得高分子链通过疏水作用互相聚集,形成疏水层,导致水分子排出发生相转变,此时高分子链由疏松的线团结构转变为紧密的胶粒状,产生温敏性。
温敏水凝胶的合成研究
２ ・ ４
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２ １ 年第 ４ ０１ ０卷
敏水凝胶 的合成研究
曲 文 娟
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（ 岛科 技大 学 橡胶 材料 与工程 教育 部重点 实验 室 ， 青 山东 青 岛
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摘 要 ： Ｎ—Ｎ亚 甲基 双 丙 烯 酰胺 为 交联 剂 ， 以 以过 硫 酸 钾 一亚 硫 酸氢 钠 为 引 发 剂 ， 甲基 丙 烯 酸 一 （ 氨基 ） ２甲 乙酯 作 为 主 要单 体 ， Ｎ 与
一
乙烯基吡略烷酮和衣康酸进行 自由基水溶液共聚合 ， 通过改变单体 物质的量 比及交联 剂用量 制备一 系列温敏水凝胶 பைடு நூலகம்对制备
关键词 ： 温敏水凝胶 ； 溶液聚合 ； 吸水膨 胀率 中图分类号： Ｑ ２ ； ６ ８ １ Ｔ ４ ７ ０ ４ ．７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ８—０ １ ２ １ ） ３—０ ２ ０ １０ ２ ｘ（ ０ １ ０ ０４— ４
温敏型水凝胶的制备及溶胀特性
温敏型水凝胶的制备及溶胀特性谢松岩;周芳名;刘懿霆;兰雪荧【摘要】Using NIPA and NVP as comonomers, BIS as crosslinking agent and KPS as initiator, copolymer hydrogel was prepared in water by the chemical cross-linking method. The influence of some experimental conditions like mo-nomer ratio and crosslinking agent dosage on the temperature sensitiveness and swelling property of prepared hydrogel was investigated. What’s more, the structure of copolymer hydrogel was also characterized by FT-IR. The results show that, when BIS dosage and KPS dosage are 5% and 0.8% of monomers, prepared copolymer hydrogel has higher con-version rate, better mechanical property and copolymerization property; the higher the NVP content in copolymer hy-drogel, the bigger the copolymer hydrogel swelling ratio, the larger the swelling ratio decline degree during heating, and the faster the dehydration rate in the natural conditions. On the other hand, the bigger BIS dosage, the smaller the swelling ratio, the higher the water retention, and the longer the time to reach the swelling equilibrium .%采用N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)与N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)为共聚单体，以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂，过硫酸钾(KPS)为引发剂，通过化学交联的方法在水溶液中制备出 P(NIPA-co-NVP)共聚物水凝胶。
温敏凝胶
植入释药系统可实现数天到数年的长期稳定释药，在精神卫生疾病治疗、戒毒戒烟、避孕、抗肿瘤等领域有非常重要的临床应用价值。
生物相容性好、可生物降解并控制药物释放的水凝胶，被认为是理想的埋植释药骨架材料。
以环境响应高分子为骨架的原位凝胶埋植给药系统，可以溶胶形式注射植入，在体内发生溶胶－凝胶相变，形成半固态水凝胶释药骨架，控制药物实现长达数月释放，成为埋植给药的最前沿和重点方向之一接下来我要跟大家分享的是近年国内外在温敏水凝胶原位植入释药系统方面的研究进展，并分析其面临的问题与可能的解决途径原位凝胶是一类以溶液状态给药后，能在用药部位立即发生相转变，由液态转化形成非化学交联半固体凝胶的制剂。
药物与凝胶材料可以制成均一、混悬的乳胶稠厚液体或半固体的凝胶剂。
凝胶剂具有良好的组织相容性，在给药部位滞留时间长；同时可起到贮存药物，防止药物受环境影响等作用。
根据形成机制的不同，可以将原位凝胶分为温度敏感型、pH 敏感型以及离子敏感型等。
原位凝胶剂作为一种新型的药物剂型，广泛用于缓释、控释及脉冲释放等新型给药系统，原位凝胶可应用于皮肤、眼部、鼻腔、口腔、阴道、直肠等多种途径给药。
现今，原位凝胶给药系统已成为药剂学与生物技术领域的一个研究热点。
反向温敏水凝胶在常温下为溶胶，而在体温下迅速转变为凝胶，其容易制备，且相转变速度快，成为最主要原位凝胶材料。
我将从三个方面来具体介绍凝胶材料和给药系统的制备：。
理想的温敏凝胶材料应具备以下条件: ①在室温下有良好的流动性，黏度一般小于 5 Pa·s，以便注射; ②注射后在体温下迅速发生溶胶－凝胶转变，转变时间一般小于10 min; ③生物相容性: 植入材料及其降解产物无毒性，引起的炎性反应程度低，注射部位无明显异物感; ④良好的载药性能和足够的载药容量; ⑤较高的机械强度和丰富的网络结构; ⑥合适的降解速率和降解动力学特征。
最初的原位释药系统大都采用组织工程领域开发的各种凝胶材料。
温度响应型水凝胶
温度响应型水凝胶温度响应型水凝胶是一种新型的智能材料，它的吸水性和膨胀性随着温度的变化而变化。
这种水凝胶被广泛应用于制造智能材料、生物医药、环境保护等领域。
一、温度响应型水凝胶的制备过程制备温度响应型水凝胶的方法有很多种，但常用的方法是交联聚合法。
首先，在水溶液中溶解含有单体和交联剂的混合物，然后通过加热或辐射交联，形成交联网络结构。
随后，通过一系列的处理步骤，如减压干燥或冷冻干燥等，最终制备出温度响应型水凝胶。
二、温度响应型水凝胶的特点温度响应型水凝胶具有以下特点：1.温度敏感性温度响应型水凝胶的吸水性和膨胀性随着温度的变化而变化。
当温度升高时，水凝胶的吸水性和膨胀性会降低，反之亦然。
2.高度稳定性温度响应型水凝胶在不同的环境条件下具有良好的稳定性。
例如，它可以在酸性、碱性和高盐度的环境中工作。
3.生物相容性温度响应型水凝胶对生物体具有良好的相容性，可以被用于生物医药领域。
例如，温度响应型水凝胶可以用于制备药物控释和组织工程等。
三、温度响应型水凝胶的应用温度响应型水凝胶被广泛应用于多个领域，如智能材料、生物医药和环境保护。
在智能材料领域，温度响应型水凝胶被用作温度传感器和智能液体阀门等。
例如，当水凝胶处于低温状态时，它可以起到隔离作用，当温度升高时，它可以自动打开通路，实现智能控制。
在生物医药领域，温度响应型水凝胶被用于制备药物控释和组织工程等。
例如，可以将药物嵌入温度响应型水凝胶中，在特定的温度和时间下实现药物的释放。
同时，它还可以用于组织工程中，如制备人工眼角膜和人工软骨等。
在环境保护领域，温度响应型水凝胶被用作吸附剂和水处理剂等。
例如，温度响应型水凝胶可以用于水处理中，可以过滤含有污染物的水，净化水质。
四、结论总之，温度响应型水凝胶是一种具有特殊性能的智能材料，具有温度敏感性，高度稳定性和生物相容性等特点。
它有广泛的应用前景，可以被用于智能材料、生物医药和环境保护等领域。