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摘 要

水凝胶是一种新型功能高分子材料，有大量的水存在于其三维网络结构中，在模拟生物的软组织方面有良好的表现。此外，许多水凝胶由于是从天然的生物高分子原料合成的原因，所以一般具有优异的生物相容性，作为创面敷料被广泛应用于临床治疗方面。但是，生物高分子水凝胶的温度敏感性和生物相容性需要进一步的融合，才能使水凝胶更好的应用于医学方面。

因此，本文将通过研究以N-异丙基丙烯酰胺（N-isopropylacrylamide，下称NIPAAm）还有海藻酸钠（Sodium alginate，下称SA）为原料，通过海藻酸钠良好的生物相容性和N-异丙基丙烯酰胺的对温度的快速响应性的融合，制备并研究对药物不同包埋的方式而得到的海藻酸钠/N-异丙基丙烯酰胺水凝胶，利用傅里叶红外光谱仪（FTIR） 、扫描电子显微镜（SEM）以及差示扫描量热仪（DSC）此三种仪器对制得的高分子水凝胶表征相关的理化性质。研究结果得出对药物的不同包埋方法、钙离子不同的引入方式以及释放温度对海藻酸钠/N-异丙基丙烯酰胺水凝胶药物释放效率的影响，有利于水凝胶进一步用于人体药物释放方面。

关键词：海藻酸钠；药物释放；温敏性水凝胶；N-异丙基丙烯酰胺

Study on The Drug-embedded Methods on The Release Efficiency of Hydrogel Drugs

Abstract

Hydrogel is a new type of functional polymer material. A large amount of water exists in its three-dimensional network structure. It has a good performance in simulating biological soft tissues. In addition, because many hydrogels are synthesized from natural biopolymer materials, they generally have excellent biocompatibility and are widely used in clinical treatment as wound dressings. However, the temperature sensitivity and biocompatibility of biopolymer hydrogels need to be further integrated in order to make the hydrogels better used in medicine. Therefore, this article will study the use of N-isopropylacrylamide (NIPAAm) and sodium alginate (SA) as raw materials, through the good biocompatibility and biocompatibility of sodium alginate. The fusion of N-isopropylacrylamide with rapid response to temperature, the preparation and research of different drug embedding methods to obtain sodium alginate/N-isopropylacrylamide hydrogel, using Fourier infrared Spectrometer (FTIR), Scanning Electron Microscope (SEM) and Differential Scanning Calorimeter (DSC) these three instruments characterize the related physical and chemical properties of the prepared polymer hydrogel. The results of the study show that different drug encapsulation methods, different calcium ion introduction methods, and release temperature affect the drug release efficiency of sodium alginate/N-isopropylacrylamide hydrogel, which is beneficial to the further use of hydrogel In terms of human drug release.

Keywords: Sodium Alginate, N-isopropylacrylamide, Drug Release, Temperature-sensitive Hydrogel

目 录

药物包埋方法对水凝胶药物释放效率的探究 I

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 水凝胶的概述 1

1.1.1 水凝胶的定义 1

1.1.2 水凝胶的分类 1

1.2 温度敏感型水凝胶 1

1.2.1 温敏型水凝胶的定义 1

1.2.2 温敏型水凝胶在当前药物控释领域的应用 2

1.3 药物释放 2

1.3.1 海藻酸钠水凝胶的药物释放特性 2

1.3.2 N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的药物释放特性 2

1.4 实验材料的选择 3

1.4.1 N-异丙基丙烯酰胺 3

1.4.2 海藻酸钠 3

1.5 本论文的研究意义和主要内容 3

1.5.1 主要内容 3

1.5.2 研究意义 4

第二章 海藻酸钠/N-异丙基丙烯酰胺水凝胶制备及表征方法 5

2.1 主要药品与仪器 5

2.1.1主要药品 5

2.1.2主要仪器 5

2.2 海藻酸钠/N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备 6

2.2.1 CaCO₃微球的制备 6

2.2.2 海藻酸钠水凝胶的制备 6

2.2.3 N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备 6

2.2.4 SA-CaCl₂- NIPAAm复合水凝胶的制备 6

2.2.5 SA- CaCO₃-NIPAAm复合水凝胶的制备 8

2.3 药物进入水凝胶的包埋方式的区别 8

2.3.1 干态浸泡法 8

2.3.2 直接包埋法 8

2.3.3 微球包埋法 8

2.4 相转变温度的测定 9

2.5 不同水凝胶的药物释放测试 9

2.6 本章小结 9

第三章 海藻酸钠/N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的结果与讨论 10

3.1 傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析 10

3.2表面形貌分析 11

3.3 相转变温度分析 11

3.4 药物包埋方式对水凝胶药物释放性能的影响 12

3.5 本章小结 13

第四章 全文总结与展望 14

4.1 全文总结 14

4.2 展望 14

致 谢 15

参考文献 16

第一章 引 言

1.1 水凝胶的概述

1.1.1 水凝胶的定义

水凝胶是一种三维网状结构得高分子聚合物，它的性质决定了它可以吸收大量水分并保持结构不变。有大量天然水凝胶可以在自然界中被发现和提取，例如海藻、人体组织。随着对于水凝胶研究的深入，水凝胶的重要性在各行各业中都得以展现，衍生出许多高效的应用案例。Wichterle和Lim^[1,2]在1960年以甲基丙烯酸羟乙酯为原料成功合成出水凝胶代表着水凝胶在科学界的首次应用，此后水凝胶的研究便一发不可收拾。在材料科学对于高分子材料的研究中，水凝胶是不可或缺的重要分支，尤其是在医疗辅助、药物控释方面，例如隐形眼镜、人造器官及各类创伤敷料，由此可见，水凝胶未来的应用前景仍十分广泛。

1.1.2 水凝胶的分类

根据水凝胶的不同特点和分类方式，可将其划分为许多种类^[3] 。

由于水凝胶聚合原理的不同，水凝胶可分为化学和物理交联两种方式。化学交联水凝胶是通过共价键作用力形成的，往往由多种化合物交联而成。物理交联水凝胶，即大分子化合物通过氢键或者π-π堆积作用以及疏水相互作用等非共价键作用力而形成的水凝胶。^[4]

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