下载文档原格式
doi：10.3969/j.issn.1674-2346.2010.01.004温敏聚合物温敏性能研究综述赵宝艳王瑄吴超摘要：温敏聚合物由于其溶解度对温度的敏感性而引起了广泛的关注，但不同的使用环境需要不同的临界溶解温度,为了适应其应用的需要，开发了不同的调节临界溶解温度的方法。
本文综述了温敏聚合物温敏性能的调节方法及其在不同领域的国内外研究现状，并提出了其今后的研究方向。
关键词：温敏聚合物；调节；临界溶解温度中图分类号：TS190.1+1文献标识码：A文章编号：1674-2346(2010)01-0017-051引言温敏性高分子材料是指对温度刺激具有响应性的智能型材料，如聚N－异丙基丙烯酰胺（PNIPAAm）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等。
其在水溶液中存在一个低临界溶解温度（LCST），所谓LCST就是指最低浊点温度[1]。
随着温度的改变，温敏聚合物的溶解状态在临界点附近会发生变化，温度高于LCST时，聚合物将不溶于水中，反之，则溶于水中。
随着温敏聚合物在化学、生物、纺织等各个领域的广泛应用，单一温敏均聚物已不能满足要求，如PNIPAAm，当作为催化剂载体时，有些反应需要在32℃以上的温度下进行，但PNIPAAm的LCST是32℃，要使其在更高温度下溶于水中，就必须提高其LCST；另外，近年来，功能性纺织品越来越受到人们的关注，其中智能调温纺织品、智能防水透湿织物等是通过温敏性材料制备的，温敏性材料温敏性能的好坏直接影响了智能纺织品的质量,因此对温敏聚合物温敏性能的研究越来越广泛。
由于温敏聚合物的LCST与分子链中的亲水和疏水部分有关，为此，人们通过不同方法对温敏聚合物的LCST进行调节，以拓宽温敏性聚合物的使用范围。
以PNIPAAm为例，具体调节方法分类如下。
2调节方法2.1与其它单体的无规共聚通过此方法：（1）改变组分从而改变共聚物的亲疏水比例，进一步探索热敏机理，改变NIPA共聚物的LCST以扩大温敏材料的温度应用范围，研究结构与性能的关系。
PNIPAM结构PNIPAM（聚N-异丙基丙烯酰胺）是一种温度敏感性聚合物，具有独特的溶胀行为。
它在低温下呈现高度溶胀状态，在高温下则收缩成凝胶态。
这种温度响应性使得PNIPAM在许多领域具有广泛的应用前景，如生物医学、智能材料和微纳技术等领域。
结构特点PNIPAM的化学结构由N-异丙基丙烯酰胺单体通过自由基聚合反应形成。
其主要结构特点如下：1.主链：PNIPAM的主链由重复单元组成，每个重复单元包含一个N-异丙基丙烯酰胺单体。
这些单体通过共价键连接在一起，形成线性或交联的聚合物链。
2.功能基团：PNIPAM的主链上可以引入不同的功能基团，以赋予其更多的性质和功能。
例如，可以引入荧光染料、生物活性分子或金属离子等功能基团。
3.温度响应性：PNIPAM具有温度敏感性，其溶胀行为受温度的影响。
在低温下（通常是室温以下），PNIPAM链呈现高度溶胀状态，水分子可以自由进入聚合物链中的孔隙中。
而在高温下（通常是室温以上），PNIPAM链收缩成凝胶态，水分子无法进入聚合物链中。
这种温度响应性使得PNIPAM在药物释放、细胞培养和智能涂层等领域具有潜在应用。
4.溶剂选择性：PNIPAM对不同溶剂的选择性也是其重要特点之一。
在低温下，PNIPAM可以选择性地吸附某些溶剂，形成类似于分子筛的结构。
这种溶剂选择性使得PNIPAM在分离纯化、催化反应和气体吸附等方面具有潜在应用。
5.结构调控：通过调节PNIPAM的分子量、交联度和功能基团等参数，可以实现对其结构和性质的调控。
这种结构调控能够影响PNIPAM的溶胀行为、力学性质和表面活性等特征。
应用领域由于其独特的结构和性质，PNIPAM在许多领域具有广泛的应用前景。
以下是其中一些重要的应用领域：1.药物传递：PNIPAM可以作为药物载体，通过控制温度来实现药物的释放。
在低温下，PNIPAM链溶胀，药物可以被吸附和包裹在聚合物内部；而在高温下，PNIPAM链收缩，释放药物。
还原和温度双重敏感P(NIPAM-AA)纳米凝胶的合成及载药性能詹园;何培新;孙争光;易盼盼;张伟丽;张玉红;李玉林【摘要】以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)为单体,N,N'-双丙烯酰胱胺(BAC)为交联剂,采用自由基沉淀聚合方法制备了一系列温度和还原敏感聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸(PNA)纳米凝胶.利用红外光谱、拉曼光谱、动态光散射、紫外-可见光谱和扫描电子显微镜等方法表征了纳米凝胶的结构、粒径、Zeta电位和形貌等,研究了PNA纳米凝胶对阿霉素盐酸盐(DOX)的负载和释放行为.结果表明,BAC的浓度对PNA纳米凝胶的温敏性和还原敏感性及载药率和药物缓释性能有较大影响.当BAC的浓度为0.32和1.6mmol/L时,PNA纳米凝胶具有很好的载药率,但BAC的浓度为0.32 mmol/L时,纳米凝胶交联密度较低,低温时DOX也能轻易扩散出来,释放4h时,25和37℃的释放率分别为56％和58％,温度控制释放不明显.当BAC的浓度为1.6 mmol/L时,释放4h时,25和37℃及模拟细胞还原微环境下[37℃,二硫苏糖醇(DTT)浓度为4 mmol/L]的释放率分别为56％,61％和77％,可见PNA纳米凝胶有一定的温度和还原敏感性,能很好地控制药物释放,适合作为药物载体.【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2015(036)012【总页数】6页(P2563-2568)【关键词】N,N'-双丙烯酰胱胺;自由基沉淀聚合;还原敏感;纳米凝胶【作者】詹园;何培新;孙争光;易盼盼;张伟丽;张玉红;李玉林【作者单位】有机化工新材料湖北省协同创新中心,有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,武汉430062;有机化工新材料湖北省协同创新中心,有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,武汉430062;有机化工新材料湖北省协同创新中心,有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,武汉430062;有机化工新材料湖北省协同创新中心,有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,武汉430062;有机化工新材料湖北省协同创新中心,有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,武汉430062;有机化工新材料湖北省协同创新中心,有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,武汉430062;华东理工大学材料科学与工程学院,超细材料制备与应用教育部重点实验室,上海200237【正文语种】中文【中图分类】O631联系人简介: 张玉红, 女, 博士, 教授, 主要从事功能高分子的制备与表征研究. E-mail:********************.cn李玉林, 男, 博士, 副教授, 主要从事生物医用智能水凝胶及生物活性材料的骨修复研究.E-mail:*****************.cn癌症是对人类威胁最大的疾病之一. 在传统的癌症治疗中, 小分子抗癌药物由于具有缺乏专一选择性、长期使用存在药抗及毒副作用严重等缺点而受到极大限制[1]. 因此, 研究者在癌症治疗中开始寻求载体(如胶束[2,3], 胶囊[4] 和纳米凝胶[5]) 进行药物的靶向输送和控制释放, 实现增溶、增效和减毒. 由于纳米凝胶内部网络结构不仅尺寸可调, 承载能力高, 而且稳定性好和环境刺激响应性(如pH值、离子强度、氧化还原性、光照和温度)快, 因此在生物医学特别是药物控释方面有着重大的潜在应用价值[6~8].谷胱甘肽(GSH)在细胞内、外的含量差别可达100~1000倍, 而且在肿瘤组织细胞微环境中GSH浓度为正常组织的4倍多[9,10]. 利用这些差别, 还原响应型纳米微球逐渐成为药物载体领域研究的热点之一[11]. 研究发现, 具有热敏性的纳米微球可通过对肿瘤部位的局部加热实现药物靶向释放, 从而增强药物的抗肿瘤靶向性, 同时降低其对正常组织的毒副作用[12]. 其中, 通过自由基聚合, N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)可在甲叉双丙烯酰胺(MBA)交联剂作用下形成热敏性PNIPAM纳米水凝胶, 实现了对阿霉素(DOX)的响应性释放[12]. 但PNIPAM纳米水凝胶的非降解性限制了其在生物医药领域的进一步应用.本文以N-异丙基丙烯酰胺为主单体、丙烯酸(AA)为共聚单体, 含二硫键的N,N′-双丙烯酰胱胺(BAC)为交联剂, 采用自由基沉淀聚合法合成具有温度和还原响应性的P(NIPAM-AA)(PNA)纳米凝胶, 并探讨了BAC交联剂浓度对纳米凝胶的粒径和Zeta电位的影响, 研究了PNA纳米凝胶对DOX载药率和药物释放行为的影响. N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM, 纯度>98%), 东京化工有限公司; 丙烯酸(AA, 化学纯, 减压蒸馏)、十二烷基磺酸钠(SDS, 化学纯, 纯度≥86%)、过硫酸钾(KPS, 重结晶处理)和二硫苏糖醇(DTT, 纯度98%), 国药集团化学试剂有限公司; 阿霉素盐酸盐(DOX, 纯度98%), 淄博远洋国际贸易有限公司. N,N′-双丙烯酰胱胺(BAC, 纯度98%), Sigma公司; 其它试剂均为分析纯.Spectrum one型傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪, 美国 Perkin-Elmer 公司, KBr 压片, 测试波数范围为 500~4000 cm -1; Invia 型拉曼光谱仪, 法国 Renishaw 公司, He-Ne激光器, 785 nm 激光为光源, 激发功率为 5%, 扫描时间 10 s, 扫描范围350~2500 cm -1; ZS90型激光粒度分析仪, 英国Malvern公司, 将样品溶解在超纯水中(0.5 mg/mL), 超声10 min, 每个样品重复测试3次取平均值; JSM6510LV 型扫描电子显微镜(SEM), 日本电子公司, 将分散好的悬浮液(0.5 mg/mL) 滴在铝箔纸上, 室温干燥, 测试前喷金处理; Lambda 35 CA型紫外-可见光谱(UV-Vis)仪, 美国Perkin-Elmer 公司.参照文献[13]方法, 采用自由基沉淀聚合方法合成不同交联密度的PNA纳米凝胶. 将3.23 mmol NIPAM和一定量的BAC(BAC用量分别为0.16, 0.32, 0.64, 0.80和1.6 mmol/L) 溶于50 mL水中, 同时向溶液中通入N2气. 然后向混合溶液中加入0.358 mmol AA和0.039 mmol SDS. 水浴加热到70 ℃, 通N2气1 h, 加入0.1 mmol KPS(最终溶液浓度: NIPAM为64.6 mmol/L, AA为7.16 mmol/L, SDS为0.78 mmol/L, KPS为2 mmol/L), 在N2气氛中, 于70 ℃搅拌反应7 h. 所得乳液在室温下透析3 d(MWCO: 8000~14000), 得到PNA纳米凝胶, 分别标记为PNA-0.16, PNA-0.32, PNA-0.64, PNA-0.80和PNA-1.60[数字代表所用BAC交联剂的最终浓度(mmol/L)]. 制备过程见Scheme 1.将50 mg PNA纳米凝胶溶于5 mL超纯水中, 加入1 mL 2 mg/mL的DOX水溶液. 在避光下磁力搅拌过夜, 使DOX通过静电作用充分扩散到PNA纳米凝胶中. 将上述混合液放入透析袋中透析48 h, 除去未被包裹的DOX, 收集透析袋外面的溶液, 用紫外-可见光谱间接确定DOX的包裹率. 将透析袋里面的样品冷冻干燥得到PNA/DOX, 确定DOX的载药率(Encapsulation efficiency), 计算公式如下: DOX在 25和37 ℃时的体外释放通过透析法测定. 将2 mg PNA/DOX纳米凝胶分散在1 mL PBS溶液中并转移到的透析袋中, 再将透析袋放入5 mL PBS溶液(pH=7.4, 含有4 mmol/L DTT或不含DTT, 温度为25或37 ℃)中, 以一定的时间间隔从释放体系中取出4 mL溶液进行紫外-可见分光光度法分析, 并补充0.5 mL 新鲜PBS溶液. DOX的累积释放量(Cr) 与时间的关系方程为图1给出PNA/DOX 纳米凝胶、PNA纳米凝胶、DOX及 DOX 和 PNA 凝胶粉末物理混合物的红外光谱图. 从图1可以看出, 当PNA纳米凝胶包裹DOX后, N-异丙基丙烯酰胺的CO和N—H键的吸收峰分别从1646和1549 cm-1红移到了1638和1544 cm-1, 表明DOX和PNA纳米凝胶之间形成了氢键. PNA/DOX纳米凝胶中1730 cm-1处的吸收峰表明DOX包裹在PNA纳米凝胶上(图1谱线a). PNA中的N—H峰在3307 cm-1处(图1谱线b), 当PNA负载DOX后, N—H峰蓝移到3429 cm-1(图1谱线a). 作为对照, 考察PNA纳米凝胶和DOX的物理共混体系(图1谱线d), 可以看出, 在1646和1549 cm-1处出现PNA的N-异丙基丙烯酰胺的CO和N—H键的吸收峰, 在1730 cm-1处出现DOX的吸收峰, PNA和DOX的吸收峰相互不影响, 表明简单的物理共混物未能实现PNA纳米凝胶对DOX的有效包裹[14].由于S—S键的红外吸收峰很难观察到, 利用拉曼光谱法进一步探索PNA的化学结构. 图2谱线a和b分别为纯BAC及PNA 纳米凝胶的拉曼光谱图. 从图2谱线b 可以看出, PNA 纳米凝胶在512 cm-1处存在S—S键的伸缩振动吸收峰[15,16], 说明BAC确实交联了N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的聚合物, 但由于PNA凝胶中含有的S—S较少, 相对于BAC的拉曼光谱(图2谱线b), 其吸收峰强度较弱.一般认为, DOX包载到纳米凝胶中是通过两者之间的静电相互作用, 而粒径和Zeta 电位是影响PNA纳米凝胶载药率的关键因素, 因此研究了BAC的浓度对流体动力学尺寸、Zeta电位和药物包载率性能的影响. 由图3(A)可见, 交联剂BAC的浓度从0.16提高到1.6 mmol/L, 纳米凝胶都有很好的温度敏感. 交联剂较少时, 敏感性较好, 当交联剂达到一定值时, 敏感性基本不变. 这可能是因为低温时纳米凝胶处于充分的溶胀状态, 交联剂较少时, 交联密度低, 网络结构松散, 粒径较大. 随着BAC浓度的增加, 交联密度增大, 网络结构紧密, 粒径较小, 但温度为37 ℃时, 凝胶处于收缩状态, 交联密度对粒径的影响不大, 所以粒径变化不大. 从图3(B)可以看出, 随着BAC浓度从0.16 mmol/L到1.6 mmol/L, 纳米凝胶的Zeta电位从(-4.7±0.47) mV减小到(-17±0.55) mV, 这是因为随着交联密度的增大, 纳米凝胶的体积变小, 比表面积变大, 亲水基团(—COOH)在凝胶外层排布更紧密, Zeta电位随之变强. 选择热敏性好(PNA-0.32) 和Zeta电位最强(PNA-1.6)的2个体系研究了纳米凝胶的药物包载行为. 根据式(1) 可计算出, PNA-1.6 和PNA-0.32的载药率分别是64.9%和53.5%, 说明交联密度增大(粒径减小) 和Zeta电位降低有利于体系对阳离子DOX药物的装载.利用SEM可以直接观察PNA-1.6和PNA/DOX-1.6 纳米凝胶的形态. PNA 纳米凝胶包载药物DOX前后的SEM照片见图4. 可以看出, PNA和PNA/DOX 纳米凝胶都呈现单分散的纳米颗粒, 其粒径在160~180 nm之间, 与DLS测定的尺寸(约200 nm, 25 ℃时) 相比偏小, 这是因为DLS表征的是溶液状态的PNA和PNA/DOX的尺寸, 在水溶液中, 凝胶吸水膨胀, 而SEM照片反映的是材料干燥状态下的形貌. 利用SmileView(JEOL日本电子)软件分析比较PNA复合DOX前后的SEM照片, 发现PNA/DOX纳米凝胶的尺寸比PNA稍大[分别为(167±13) nm, (160 ±16) nm], 这可能是因为DOX占据了PNA空腔所致.纳米凝胶在25和37 ℃下的体外释放行为如图5所示. 由图5(A)可以看出,PNA/DOX-0.32具有很好的缓释效果, 但对DOX体外释放的温敏效应不明显, 25和37 ℃释放率差别不大. 这可能是因为BAC浓度为0.32 mmol/L时, 纳米凝胶交联密度低, 网络松散, 25 ℃时药物也能够轻易扩散出来, 所以PNA/DOX-0.32不适合做温敏性载体来研究温度控制药物释放. 当BAC浓度增大至1.6 mmol/L时, DOX释放的温敏效应明显增加. 在模拟细胞内的还原环境下[PBS(pH=7.4)的缓冲溶液含有4 mmol/L DTT]探索了PNA/DOX-1.6的释放, 可以看出, 释放9 h后,还原环境中累计释放达到(81±13)%, 而非还原环境中累计释放只有(63±2)% [图5(B)]. PNA/DOX-1.6显示的氧化还原敏感性非常重要, 当PNA/DOX-1.6细胞内化后, 可以导致很高的药物释放值.通过自由基沉淀聚合方法制备PNA纳米凝胶及PNA/DOX纳米凝胶的过程如Scheme 1所示. 首先, 将NIPAM和BAC水溶液与AA水溶液在SDS作为表面活性剂存在下混合. 在N2气保护下升温到70 ℃, 加入KPS引发聚合. 透析纯化和冷冻干燥后, 得到PNA纳米凝胶. PNIPAM的特殊性质赋予了纳米凝胶温敏性, 在PNIPAM中引入AA以调节对阳离子药物的静电作用, 二硫键交联剂(BAC) 的引入赋予纳米凝胶还原敏感性, 表面活性剂(SDS) 的存在有利于制备单分散性纳米颗粒. DOX加载到PNA纳米凝胶是通过两者之间的静电相互作用结合的. 加热时, PNA 链收缩, PNA/DOX纳米凝胶体积变小, DOX被挤出, 导致DOX加速释放.PNA/DOX纳米凝胶置于模拟细胞内的还原环境中时, S—S 键被含有—SH的化合物(DTT)还原成—SH而打断, 球形结构的完整性被破坏, 导致DOX加速释放.通过自由基沉淀聚合方法, 以N-异丙基丙烯酰胺为主单体, 丙烯酸为共聚单体和含二硫键的交联剂N,N′-双丙烯酰胱胺为交联剂, 制备了不同交联密度PNA纳米凝胶. 所制备的PNA-1.6纳米凝胶具有较好的单分散性和较高的载药率. 体外释放结果表明, 升高温度使PNA链收缩挤压和加入还原剂二硫苏糖醇(DTT) 使BAC中二硫键被还原致使纳米凝胶坍塌, 加速DOX的释放. 该温度和氧化还原双重响应性纳米凝胶作为药物载体有相当好的生物医学应用前景.† Supported by the National Nature Science Foundation ofChina(No.51203047), the Key Laboratory for the Synthesis and Application of Organic Functional Molecules, Ministry of Education, China(No.2014-KL-004), the Shanghai Municipal Natural Science Foundation,China(No.15ZR1408500) and 111 Project, China(No.B14018).【相关文献】[1] Hu X. L., Xie Z. G., Huang Y. B., Jing X. B., Acta Polymerica Sinica, 2013, (6), 733—749(胡秀丽, 谢志刚, 黄宇彬, 景遐斌. 高分子学报, 2013, (6), 733—749)[2] Ma G. L., Zhao S. X., Jin X., Chen M. M., Zhang Z. P., Song C. X., Chem. J. ChineseUniversities, 2012, 33(8), 1854—1859(马桂蕾, 赵顺新, 金旭, 陈旼旼, 张政朴, 宋存先. 高等学校化学学报, 2012, 33(8), 1854 —1859)[3] Zhen X. M., Jiang T., He F., Acta Polymerica Sinica, 2011, (8), 1237—1243(郑晓明, 蒋涛, 贺枫. 高分子学报, 2011, (8), 1237—1243)[4] de Cock L. J., de Koker S., de Geest B. G., Grooten J., Vervaet C., Remon J. P., Sukhorukov G. B., Antipina M. N., Angew Chem. Int. Ed., 2010, 49, 6954—6973[5] Shi F. H., Ding J. X., Xiao C. S., Zhuang X. L., He C. L., Chen L., Chen X. S., J. Mater Chem., 2012, 22, 14168—14179[6] Hashimoto Y., Mukai S. A., Sawada S. I., Sasaki Y., Akiyoshi K., Biomaterials, 2015, 37, 107—115[7] Lee J. H., Yeo Y., Chem. Eng. Sci., 2015, 125, 75—84[8] Kabanov A. V., Vinogradov S. V., Angew Chem. Int. Ed., 2009, 48, 5418—5429[9] Cheng R., Feng F., Meng F. H., Deng C., Feijen J., Zhong Z. Y., J. Controlled Release, 2011, 152, 2—12[10] Russo A., Degraff W., Friedman N., Mitchell J. B., Cancer Res., 1986, 46, 2845—2848[11] Maciel D., Figueira P., Xiao S. L., Hu D., Shi X. Y., Rodrigues J., Tomas H., Li Y. L., Biomacromolecules, 2013, 14, 3140—3146[12] Xiong W., Wang W., Wang Y., Zhao Y. B., Chen H. B., Xu H. B., Yang X. L., Colloid Surface B, 2011, 84, 447—453[13] Su S. H., Wang H., Liu X. G., Wu Y., Nie G. J., Biomaterials, 2013, 34, 3523—3533[14] Fan T. F., Li M. J., Wu X. M., Li M., Wu Y., Colloid Surface B, 2011, 88, 593—600[15] Niu G. G., Yang Y., Zhang H. B., Yang J., Song L., Kashim M., Yang Z., Cao H., Zheng Y.D., Zhu S. Q., Yang H., Acta Biomaterialia, 2009, 5, 1056—1063[16] Aliyar H. A., Hamilton P. D., Ravi N., Biomacromolecules, 2005, 6, 204—211。
N IPAM单体及P E GDA/N IPAM共聚物的合成及表征3谭帼馨1,阮雄杰1,宁成云2,关燕霞1,田 冶2(1.广东工业大学轻工化工学院应用化学系,广东广州510006;2.华南理工大学材料学院生物材料研究所,广东广州510641)摘 要: 采用烯腈烷基化再部分水解的方法合成的N2异丙基丙烯酰胺(N IPAM)单体,并利用红外光谱(F T2IR)、氢核磁共振谱(1H NMR)、质谱(MS)进行了表征。
以IR GACU RE2959为光引光剂,通过紫外光引发光聚合的方法合成了PEGDA/N IPAM共聚物水凝胶,并对共聚物进行F T2IR表征,探讨了凝胶的亲水性能。
结果表明,N IA PM单体的F T2IR中含1657.7cm-1的羰基峰、1549.5cm-1氨基上的氢峰、1367.5cm-1的异丙基上的振动氢峰和1621.2cm-1的烯烃双键峰,1H NMR中含δH7.9亚胺基的活泼氢峰及双键中同碳位、顺式位和反式位的氢峰及异丙基特征峰,MS表明m/z=112为分子离子峰,结果符合N IPAM结构式;聚合物F T2IR表明,双键的特征峰减弱,双键打开合成了PEGDA/N IPAM共聚物;随着N IPAM单体含量的增大,共聚物的接触角减小,平衡溶胀率增大,亲水性增强。
关键词: N2异丙基丙稀酰胺;聚乙二醇双丙烯酸酯;水凝胶;表征;亲水性中图分类号: O631文献标识码:A 文章编号:100129731(2010)01200962041 引 言N2异丙基丙烯酰胺(N IPAM),是一种温敏智能原料,其聚N2异丙基丙烯酰胺(PN IPAM)水凝胶能具有低临界溶解温度(low critical solution temperat ure, L CST),当温度低于其L CST时,PN IPAM水凝胶高度溶胀,而当温度在L CST以上时,水凝胶会剧烈收缩,溶胀程度突然减少[1～3],该L CST在人的生理温度附近且略高于常温,易于控制,并且聚合物具有水量高、柔软、橡胶般的粘稠性、生物相容性及易于改性等优良特性,使之成为目前文献报道和研究最多的一类温敏凝胶[4～8]。
温度敏感型可注射水凝胶的性质及应用研究进展任婷婷;卢清侠;郝慧芳;邓瑞广;张改平【摘要】The temperature-sensitive injectable hydrogels is a new type of material that is sensitive to tem-perature,its physical state could be changed as the temperature changes.This kind of material has been widely applied in the vaccine,drug control-release and tissue support engineering because of this character-istics.Temperature-sensitive injectable hydrogel materials can be divided into 5 types according to their structures,the author analyzed and discussed the thermodynamicmechanism,biocompatibility,toxicity and degradability of these five materials,specified the characteristics of each material,and summarized the pro-gress on the application of each material in the drug and vaccine delivery system and the tissue support en-gineering respectively,provided scientific basis for the application of temperature-sensitive injectable hydro-gel in the field of human and animal medicine,and prospects for its future development were discussed.%温度敏感型可注射水凝胶是一种对温度敏感的新型材料,可以随着温度的变化发生物理状态的变化.由于这种特性,该水凝胶材料近年来被广泛的应用于疫苗和药物控释以及组织支架工程等领域.温度敏感型可注射水凝胶材料根据其结构的不同大致可分为5个种类,论文对这5种材料的温变机制、生物相容性、毒性、可降解性等性质进行了综述,阐述了每种材料的特点,并对各个材料在药物疫苗传递系统和组织支架工程两方面的应用研究进展分别进行了归纳和总结,为温度敏感型可注射水凝胶在人类和动物医学领域的应用提供科学依据,并对其未来发展前景进行展望.【期刊名称】《动物医学进展》【年(卷),期】2018(039)001【总页数】5页(P99-103)【关键词】温度敏感型水凝胶;可注射水凝胶;疫苗控释;药物控释;生物医用材料【作者】任婷婷;卢清侠;郝慧芳;邓瑞广;张改平【作者单位】河南农业大学牧医工程学院,河南郑州450002;河南省农业科学院动物免疫学重点实验室/河南省动物免疫学重点实验室/农业部动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;河南省农业科学院动物免疫学重点实验室/河南省动物免疫学重点实验室/农业部动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;河南省农业科学院动物免疫学重点实验室/河南省动物免疫学重点实验室/农业部动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;河南省农业科学院动物免疫学重点实验室/河南省动物免疫学重点实验室/农业部动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;河南农业大学牧医工程学院,河南郑州450002;河南省农业科学院动物免疫学重点实验室/河南省动物免疫学重点实验室/农业部动物免疫学重点实验室,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】S859.1水凝胶是一种在吸水后溶胀但不溶于水的高分子聚合物，呈三维网状结构，可注射水凝胶作为一种新型水凝胶，由于其独特的优势成为研究的热点。
水凝胶的制备及其应用进展摘要水凝胶是一类具有广泛应用的聚合物材料，它在水中能够吸收大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
由于其特殊的结构和性能，水凝胶自人们发现以来，一直被人们广为研究。
本文综述了近些年国内外在水凝胶制备和在生物医药、环境保护等方面的一些研究进展，并对水凝胶的应用前景做了一些展望。
关键词水凝胶药物释放壳聚糖染料吸附凝胶按照分散相介质的不同而分为水凝胶(hydro-gel)、醇凝胶(alcogel)和气凝胶(aerogel)等。
水凝胶的分散相介质是水,它是由水溶性分子经过交联后形成的,能够在水中溶胀并且保持大量水分而不溶解的胶态物质。
它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
[1]正因为水凝胶的这种特性，水凝胶能够对外界环境，如温度、pH、电场、磁场等条件变化做出响应。
近年来，对水凝胶的研究逐渐深入。
水凝胶的应用也越来越广泛，不仅在载药缓释、环境保护方面有很大用途，而且在喷墨打印等方面也有越来越大的作用。
一、水凝胶的制备（一）PVA水凝胶的制备上世纪50年代,日本科学家曾根康夫最早注意到聚乙烯醇(PVA)水溶液的凝胶化现象。
由于PVA水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,具有毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高机械强度)、高吸水量和生物相容性好等优点,因而倍受青睐。
PVA水凝胶在生物医学和工业方面的用途非常广泛[2]。
龚桂胜，钟玉鹏[3]等人利用冷冻-解冻法制备了不同类型高浓度聚乙烯醇（PVA）水凝胶，研究了PVA水凝胶的溶胀率、拉伸强度和流变特性。
他们发现不同类型的高浓度 PVA 水凝胶的力学性能相差较大，高分子量的 PVA 水凝胶的拉伸强度较低；这与低浓度的水凝胶相反。
徐冰函[4]首先制备PVA水凝胶，再以PVA 水凝胶作为载体利用反复冷冻的方法成功制备含有二甲基砜的PVA水凝胶。
实验制备的MSM/PVA水凝胶具有优良的理化性能，并且可以用于人工敷料的制备。
