智能水凝胶的制备及药物缓释性能的研究进展-2014.2修改.docVIP

智能水凝胶的制备以及在药物缓释方面的研究进展 摘要：介绍了温度、pH、电场、磁场、光，葡萄糖敏感型智能水凝胶的制备方法以及智能水凝胶在药物缓释控释领域的应用研究进展，并对未来智能水凝胶的发展方向做了展望。 关键词：智能水凝胶；温度敏感性；pH敏感性；电场敏感性；磁场敏感性；光敏感性 Preparation of Intelligent Hydrogels and Application in Drug Release System Abstract: Intelligent hydrogels are a kind of functional polymer materials with a widely application prospect. The synthesize methods of thermosensitive-sensitive, pH-sensitive,electric signal-sensitive,magnetic-sensitive,light-sensitive,glucose-sensitive intelligent hydrogelsand the recent applications in drug controlled release are showed in this novel. At last thedevelopment of intelligent hydrogels for the future is discussed. Key words: Intelligent hydrogel; Thermosensitvie; pH-sensitive; Electric signal-sensitive; magnetic-sensitive; glucose-sensitive; light-sensitive 引言 水凝胶是由带有亲水性基团(-COOH、-OH、-CONH2)的水溶性单体通过聚合反应并通过物理或者化学交联的方式所形成的具有三维网络结构的高分子聚合物。水凝胶能在水中或者生物体液中溶胀并能保持大量水分而不被溶解[1]。近年来，智能水凝胶引起了科研者的大量关注，因为智能水凝胶能够感知周围环境如温度[2-5]、磁场[6]、电场[7]、pH[8-13]、离子强度[14]等刺激的微小变化并对环境刺激产生响应特性。水凝胶的响应性能是通过凝胶的可逆体积相变来实现的，并使它在传感器[15]、人造肌肉[16]、药物控制释放[17]、组织工程[18]、催化体系[19]、酶的固定[20]等方面具有广阔的应用前景。 传统的口服和注射等给药方式，使人体内药物浓度只能维持较短的时间，血液或体内组织中的药物浓度波动较大，且还可能产生副作用。因此，制备在是非常需要的。(LCST)，当达到或者超过LCST时候，凝胶会发生可逆的体积相变。凝胶的可逆体积相变是由于温度的变化改变了凝胶网络结构中的疏水基团间、高分子链间的氢键以及高分子链和水分子之间的相互作用，从而导致凝胶产生可逆的体积相转变。温敏型智能水凝胶的智能性使它在生物医学和药剂学领域得到了广泛的关注[21]。Strachotova[22]等以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为聚合单体，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂(MBA)，过硫酸铵(APS)和N,N,N,N-四甲基乙二胺(TEMED)为引发体系，四甲氧基硅烷为Si掺杂剂在水溶液中采用两步法合成了Si掺杂与无Si掺杂超级多孔无机-有机水凝胶。温度敏感性研究发现，在低临界溶解温度(LCST)下所制备的凝胶的溶胀性能要明显优越于在LCST上所制备的凝胶的溶胀性能。无Si掺杂水凝胶的溶胀和退溶胀特性要明显优越于Si掺杂的凝胶。所制备的凝胶具有非常快速的温度响应速率，凝胶的溶胀和退溶胀率在6s之内高达72%。溶胀和退溶胀均能在14s内完成。Xiao[23]等以丙烯酰胺(AAM)、苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)为聚合单体采用两步自由基乳液聚合法制备了以poly(AAM-co-St)为核和以聚丙烯酰胺(PAAM)/聚丙烯酸(PAAC)为壳的网络互穿型水凝胶。温度敏感性研究发现，凝胶的溶胀度随着温度的升高而增大，所制备的凝胶具有明显的温度敏感性、相转变特性和可调溶胀动力学特性。 1.2 pH敏感型水凝胶 pH敏感型水凝胶是凝胶的体积随环境中pH值的变化而发生凝胶体积的可逆相变的聚合物水凝胶。这类凝胶网络结构中往往具有可以解离成离子的阴阳离子基团(-COO-、-CONH2)等。根据生物体内不同部位中体液的pH值的不同，可以制备出具有不同pH敏感特性的水凝胶来应用于特定部位的药物控制释放。pH敏感型水凝胶是智能水凝胶的重要组成部分，也是近年来研究较多的智能水凝胶。Jin[24]等以丙烯酸(AA)