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环境响应性高分子材料由于其“智能性”已在生物医药,化学传感,水处理等领域引起了人们极大的研究兴趣。外界刺激通常包括pH、温度、光电等,其中pH差异普遍存在于人体内,因此构筑pH响应性的高分子材料在生物医学中具有十分重要的意义。本工作通过引入生理pH敏感的苯甲酰亚胺键,制备了可注射水凝胶和微凝胶,在药物控制释放,组织工程和诊断等方面具有应用价值。
1)pH敏感可注射水凝胶:通过羟乙基脱乙酰壳聚糖(GC)和苯甲醛基封端PEO-PPO-PEO(OHC-PEO-PPO-PEO-CHO)间的席夫反应,制备了含有疏水微区的pH敏感可注射水凝胶。能同时包覆盐酸阿霉素(DOX)和紫杉醇(PTX)两种药物亲疏水性不同的药物,将环境pH从生理值(7.4)降至弱酸性(6.8)时,能加快药物的释放速率。可注射载药水凝胶用作植入制剂时能降低DOX的血药浓度,肿瘤内注射能够有效抑制荷瘤小鼠(C57LB/6)皮下肿瘤(B16F10)的生长,负载DOX和PTX进行联合化疗能显著延长小鼠的存活时间。GC/OHC-PEO-PPO-PEO-CHO水凝胶体系还可用于胰岛素的持续释放,能使STZ高血糖大鼠的血糖浓度在一周内维持较低水平。将GC/OHC-PEO-CHO水凝胶体系用于细胞的体外3D培养,细胞的生长状态良好且其增殖速率在一定范围内可调。
2)复合微凝胶胶囊:利用GC和苯甲醛基封端的聚乙二醇(OHC-PEO-CHO)在喷雾液滴内的席夫交联反应,一步制备了pH敏感的中空微凝胶。还可以将具有不同物理性质的功能物质(如亲水的四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子和疏水的酞菁锂(LiPc)微晶)分别负载在中空微凝胶的壳层内和空腔中,使之具有顺磁性(EPR)和超顺磁性。
3)Janus多孔中空复合微球:在负载P25的中空微凝胶上进行TEOS的原位溶胶-凝胶作用,制备了聚合物/二氧化硅多孔中空复合微球。在用酸除去pH敏感的微凝胶模板前后分别用硅烷偶联剂改性,可得到壳层内外表面亲疏水性不同的Janus多孔中空复合微球,该Janus微球能快速的吸附亲/疏水性染料,并能在紫外照射下将吸附的染料降解。