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环境敏感水凝胶的溶胀动力学理论及药物释放动力学研究

季兴敏

   本文研究了两种环境敏感水凝胶,一是以海藻酸钠(SA)为基质,丙烯酸(AA)为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,合成了pH敏感的接枝交联共聚水凝胶P(SA-g-AA);二是以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,4,4’-二甲基丙烯酰胺基偶氮苯为交联剂,合成了pH和温度敏感的交联共聚水凝胶P(NIPAAm-co-MAA)。 P(SA-g-AA)凝胶具有良好的pH敏感性,在pH≤4.0的缓冲溶液中的溶胀动力学出现了过溶胀现象,该现象归因于溶胀过程中凝胶内部的羧基之间形成的氢键所产生的协同物理交联,溶胀过程遵循Diez-Pe(?)a.E等提出的溶胀动力学定量模型;在pH≥5.0的缓冲溶液中的溶胀不产生过溶胀平衡现象,溶胀动力学遵循Schott二级溶胀动力学方程。该凝胶的消溶胀动力学研究分为两种情况:第一种是凝胶在pH7.0缓冲溶液中溶胀达到平衡转入酸性缓冲溶液中消溶胀,另一种是凝胶在去离子中溶胀达到平衡转入酸性缓冲溶液中消溶胀。前者的消溶胀过程出现以下两种现象:凝胶在pH2.2-3.0缓冲溶液中直接发生消溶胀:而在pH4.0-6.0缓冲溶液中在发生消溶胀之前,有一个轻微的溶胀过程。凝胶内部钠离子对羧酸根离子的屏蔽作用是消溶胀之前出现轻微溶胀过程的原因。基于这一理论,我们提出了这两种不同现象的消溶胀过程的动力学模型,实验结果与理论曲线有很好的相关性。至于在去离子水中达到溶胀平衡的凝胶,因无钠离子屏蔽作用,在pH4.0-5.0缓冲溶液中产生消溶胀之前无溶胀过程,而是直接发生消溶胀,其动力学符合二级消溶胀动力学方程。凝胶在pH7.4缓冲溶液中的释药率高于pH2.0缓冲溶液中的释药率,在pH2.0和7.4的缓冲溶液中的释放动力学分别符合Ritger-Peppa模型和扩散-松弛模型。 P(NIPAAm-co-MAA)凝胶具有良好的pH和温度敏感性。凝胶经酸性环境处理后在pH7.0的缓冲溶液中产生的的自动催化动力学归因于凝胶内部的胺基与羧基在酸性环境下形成的氢键交联,其自动催化动力学遵循Diez-Pe(?)a.E等提出的自动催化动力学定量模型。凝胶经pH7.0的缓冲溶液预处理干燥后,在酸性介质中的溶胀动力学出现了与P(SA-g-AA)相似的过溶胀现象,该过溶胀现象归因于溶胀过程中羧基与胺基之间形成氢键导致的协同物理交联。在研究条件相同的情况下,于缓冲溶液中溶胀到平衡的凝胶的消溶胀过程亦出现了与P(SA-g-AA)相似的现象。凝胶在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中载药后,在pH2.0和7.4的缓冲溶液中的释放动力学分别遵循Ritger-Peppa模型和自动催化机制。凝胶的这种特性和其偶氮酶可降解性可望使其成为良好的结肠定位给药系统的载体。……   
[关键词]:pH敏感;温度敏感;溶胀动力学;氢键;药物释放
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉理工大学2007年