温敏性乙二醇壳聚糖水凝胶的制备及药物缓释性能

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温敏性壳聚糖水凝胶研究进展

温敏性壳聚糖水凝胶研究进展
井波;王志强
【期刊名称】《国际骨科学杂志》
【年(卷),期】2006(27)2
【摘要】壳聚糖是一种聚阳离子的生物二聚体,具有良好的组织相容性、生物可降解性和粘附性,在医学、生物学领域得到了深入的研究和广泛的应用.温敏性壳聚糖甘油磷酸钠是一种pH值中性的、在室温或低于室温时可长期保持液态、温度达体温时可凝胶化的材料,有望成为药物,尤其是生物大分子制剂的载体和细胞支架材料.该文介绍了温敏性壳聚糖水凝胶的制备、特性、机制和应用等方面的研究进展.【总页数】2页(P115-116)
【作者】井波;王志强
【作者单位】063000,河北,唐山,华北煤炭医学院附属骨科医院;063000,河北,唐山,华北煤炭医学院附属骨科医院
【正文语种】中文
【中图分类】R68
【相关文献】
1.温敏性乙二醇壳聚糖水凝胶的制备及药物缓释性能 [J], 李征征;徐子扬;高留意;曾威;赵琳琳
2.两种消毒方式对壳聚糖水凝胶温敏性能及模型蛋白体外缓释性能的影响 [J], 林思思;张新春;王安训;张灿;王焱
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死后心室的重构 [J], 陈思宇;李燕楠;颉丽英;刘司麒;范玉蓉;房昌星;张鑫;权家宇;左琳
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新型可注射温敏水凝胶的制备及其释药性能

２７００
新型可注射温敏水凝胶的制备及其释药性能
章永望赵会英张娜
１０２）００９（京化工大学生命科学与技术学院，北京北
摘
要：用改性壳聚糖作为药物载体制备了一种可注射温敏水凝胶。将单甲氧基醚聚乙二醇２０（Ｅ２０）采００ｍＰＧ００
释载体。
关键词：可注射水凝胶；物控释；药温敏水凝胶；壳聚糖
中囝分类号：Ｒ４．９４１
引言
温敏水凝胶能随环境温度的变化而发生可逆性
行化学改性，制备了一种可注射的温敏性凝胶，并研
究其温敏性能以及对药物的控制释放性能。
壳聚糖作为一种新型药物载体，有良好的生具物相容性，生物可降解性，且降解产物无毒性［等］
醛化的ｍＰＧ接枝到壳聚糖主链上。本文按ＥｍＰＧＣＥＨＯ和ＣＳ的不同摩尔比反应，备了一系制列接枝产物。
＊通讯联系人
１２２红外光谱测试．．分别将少量ＣＳ和ｍＰＧ— Ｅ
优点，已在缓释给药系统中广泛应用。本文用单甲
基醚聚乙二醇２０（Ｅ２０）壳聚糖（ｓ进００ｍＰＧ００对ｃ）
收稿日期：０７０．２２０．４１
所需浓度的药物与温敏凝胶混合后注射到患病部

聚乙二醇_PEG_聚乙烯醇_PV_省略__温敏水凝胶的制备及温敏特性研究_孙大辉

聚乙二醇(PEG)/聚乙烯醇(PVA)温敏水凝胶的制备及温敏特性研究＊孙大辉1,崔　艳2,疏官胜2,马荣堂3,张　梅2(1.吉林大学第一医院,吉林长春130021;2.吉林大学军需科技学院,吉林长春130062;3.吉林大学化学院,吉林长春130023)摘　要:　温敏水凝胶作为一种智能高分子材料已成为一个研究热点,由于它的温度敏感性在生物医学、生物工程等领域具有良好的应用前景。

通过分子设计利用接枝共聚法将低熔点的结晶性,不同分子量的PEG 接枝到高熔点的PVA高分子骨架材料上,获得具有可逆相变特性、不同相变温度的功能高分子材料,在此基础上制备温敏性水凝胶,对其温敏性能及影响因素进行研究;用DSC方法对干凝胶的相转变行为进行研究,在此基础上探索PEG在相变温度的结晶熔融性能与水凝胶温敏行为之间的关系。

结果表明,水凝胶相转变温度可控制在38.5～40℃,在高于相转变温度20min内水凝胶失水60%以上。

此研究可在医学人体体表创伤创面药物控释方面得到应用。

关键词:　聚乙二醇;聚乙烯醇;温敏水凝胶中图分类号:　TQ423.21;O648文献标识码:A 文章编号:1001-9731(2009)增刊-0493-041　引　言水凝胶是一种能显著地溶胀于水但在水中并不能溶解的胶态物质。

温敏水凝胶是指水凝胶的吸、放水(或溶剂)量在某一温度有突发性变化,即溶胀比在某一温度会突然变化,此温度称敏感温度(LCS T)。

由于温敏水凝胶随温度变化能快速吸收和释放水(或溶剂)而体现其开关性能,因此在生物化学、医药等领域具有广泛的应用前景[1～5]。

如将干的水凝胶浸泡于药液中而使药液渗透于水凝胶,或通过酶与水凝胶骨架上的活性基团之间的反应而将酶固定于水凝胶中,这种水凝胶可用于疾病的诊断与治疗,并可反复使用。

典型温敏水凝胶的特性是基于PNIPA自身结构中同时具有亲水性和疏水性基团,在31℃左右可发生可逆的非连续体积相转变[6～9]。

壳聚糖智能水凝胶

封面壳聚糖智能水凝胶作者：吴雪辰罗育阳摘要：壳聚糖智能水凝胶作为一种天然高分子材料，由于其来源于自然而具有的生物可降解性、无毒、来源广泛等优良的性能，近些年已经成为研究的热点。

而智能水凝胶本身对温度、PH、电磁性能等外界刺激能做出迅速的反应同时也收到广泛关注。

结合两者的优点合成的壳聚糖智能水凝胶更是具有了更加突出的优势。

下面从定义、制备以及应用等方面简单的对壳聚糖智能水凝胶最近几年的发展进行浅析。

关键词：壳聚糖，智能水凝胶，壳聚糖智能水凝胶，药物缓释。

1．定义甲壳素是由N-乙酰-2-氨基-D-葡萄糖以β-1,4糖苷键形式联接而成的多糖，是一种天然高分子化合物。

壳聚糖是其乙酰化产物。

壳聚糖与甲壳素结构的差别在于C2位的取代基不同，壳聚糖是氨基（—NH2），而甲壳素是乙酰氨基（—NHCOCH3）。

Fig.1是甲壳素与壳聚糖的化学结构式。

[1]脱乙酰基Fig.1水凝胶或称含水凝胶为亲水性但不溶于水的聚合物, 它们在水中可溶胀至一平衡体积仍能保持其形状。

[2]智能水凝胶一般是有机高分子水凝胶材料，其上的功能基团使水凝胶的吸水量对周围环境敏感如温度、pH、电、光或离子强度等，所以称作“智能”。

[3]壳聚糖分子由于主链或侧链上带有大量的亲水基团和有适当的交联网络结构，所以可形成智能水凝胶。

[4]2．制备（1）壳聚糖壳聚糖可通过天然的甲壳素支链水解直接制得。

（2）智能水凝胶智能水凝胶的制备方法比较复杂，可通过以下方法制得：Ⅰ.水溶性高分子的交联法[5]Ⅱ.接枝共聚法（3）壳聚糖智能水凝胶的制备翟延飞[6]研究认为壳聚糖主链上含有大量的亲水集团，尤其是2位上的氨基常作为交联点，能与甲醛、戊二醛等双官能团交联剂反应，使线性壳聚糖链间由碳氧双键交联成水凝胶。

常用的交联剂有：戊二醛，甲醛，亚甲基二丙烯酰胺，京尼平等，这种方法是化学交联法。

化学交联法制备的凝胶具有以下特点：交联均匀；通过不同的交联剂可以制备不同性质的水凝胶；制备薄膜纤维等形状；适合多糖类、蛋白质等生物天然高分子等。

壳聚糖-明胶体系的温敏凝胶及其药物缓释性能

壳聚糖-明胶体系的温敏凝胶及其药物缓释性能王津;陈莉敏;蒋智清;林友文【摘要】用试管倒置法研究在甘油磷酸钠存在下,壳聚糖-明胶体系的温敏凝胶化性能.体系3组分的体积比V(壳聚糖)∶V(G)∶V(甘油磷酸钠)从10∶0.5∶1～10∶0.5∶2.5(体系pH值6.8),37℃下凝胶化时间由(1200±60)s降至150s;V(壳聚糖)∶V(G)∶V(甘油磷酸钠)体积比从10∶0.25∶2～10∶1.25∶2(体系pH值6.8),37℃下凝胶化时间从(300±10)s增至(690±30)s.固定三者体积配比,明胶浓度增大,37℃下凝胶化时间延长.pH值在6.8～7.2范围适合于体系凝胶化.调节体积配比及合适的pH值,可实现壳聚糖/明胶/甘油磷酸钠体系在37℃下快速凝胶化.以布洛芬为模型药物,24h载药温敏凝胶累积释放度为(79.28±2.0)％,而24h布洛芬原药累积释放度为(97.04±2.5)％,表明载药凝胶对药物具有缓释作用.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(044)009【总页数】4页(P1294-1297)【关键词】壳聚糖;明胶;温敏凝胶;布洛芬;缓释【作者】王津;陈莉敏;蒋智清;林友文【作者单位】福建医科大学药学院,福建福州350004;福建医科大学药学院,福建福州350004;福建医科大学药学院,福建福州350004;福建医科大学药学院,福建福州350004【正文语种】中文【中图分类】R9431 引言温度敏感性在体原位凝胶给药系统中目前已成为药剂学及生物材料领域研究的热点［1-5］，其特点是以液体给药后，在药用部位因温度变化刺激(体温37℃)而发生相转变，固化或形成凝胶，从而控制药物的释放。

可用于眼部给药、鼻腔给药、局部注射给药等［6，7］;也可作为组织修复植入给药，既是组织缺损的填充材料，又是药物释放载体［8-10］，使载入药物只在病变组织部位释放，不仅能有效利用药物获得最优治疗效果，而且不会在其它正常部位产生毒副作用。

壳聚糖水凝胶的温敏原理

壳聚糖水凝胶的温敏原理《壳聚糖水凝胶的温敏原理》壳聚糖是一种生物可降解的天然多糖，具有优良的生物相容性和生物可降解性，在医学领域有广泛的应用。

壳聚糖水凝胶是通过将壳聚糖溶解于适当的溶剂中，并在一定条件下进行交联反应而形成的。

这种水凝胶具有吸水性、生物相容性和温度敏感性等特点。

温敏性是指壳聚糖水凝胶对温度的响应能力。

在低温条件下，壳聚糖水凝胶呈现溶胶状态，具有良好的可注射性和可加工性。

而当温度升高到临界温度以上时，壳聚糖水凝胶会迅速从溶胶转变为凝胶状态。

这种温度敏感性对于药物输送、组织工程和细胞培养等领域具有重要意义。

壳聚糖水凝胶的温敏原理可归结为两个方面：聚电解质溶胶-凝胶相变和单体的疏水性改变。

首先，壳聚糖水凝胶的温敏性主要源于聚电解质的溶胶-凝胶相变。

壳聚糖水凝胶中的聚电解质由壳聚糖链上的阳离子与阴离子形成的电离对组成。

在低温条件下，这些电离对之间的静电作用力较弱，水凝胶处于溶胶状态。

当温度升高到临界温度以上时，水分子的热运动增强，导致溶胶中的电离对断裂，静电作用力减弱。

这使得壳聚糖水凝胶失去溶胶性，转变成凝胶状态。

其次，壳聚糖水凝胶的温敏性还与壳聚糖单体的疏水性改变有关。

在低温条件下，壳聚糖链上的羟基与水分子形成氢键，使得整个水凝胶呈现高度亲水性。

而当温度升高到临界温度以上时，壳聚糖链上的水分子与聚合物产生竞争作用，使得聚合物链变得疏水，从而导致水凝胶的亲水性降低。

这种疏水效应促使壳聚糖水凝胶形成空腔结构，并增强凝胶的稳定性。

综上所述，壳聚糖水凝胶的温敏原理主要包括聚电解质溶胶-凝胶相变和单体的疏水性改变。

这种特殊的温敏性使得壳聚糖水凝胶在药物输送、组织工程和细胞培养等领域具有广泛的应用前景。

壳聚糖凝胶的温敏性及其药物缓释性能研究

近年来, 基于温度敏感性的在体原位凝胶给药系统成为药剂学及生物材料领域研究的热点 , 其特点是以液体给药后, 在药用部位因温度变化刺激 ( 体温 37 ) 而发生相转变, 固化或形成凝胶, 从而
[ 4] [ 1 3]
厂有限公司 ) , 精密 pH 计 ( pH S 3B, 深圳市誉达科技有限公司) , 恒温振荡器 ( SH A B 型, 南京安铎贸易有限责任公司) , 可见紫外分光光度计 ( U V 9200, 南京昕航科学仪器有限公司 ) , 红外光谱仪 ( Avat ar 330FT IR, T herm o Nicolet 公司 ) , 电子分析天平 ( AL 104, 梅特勒托利多仪器上海有限公司) 。 1. 2 方法 1. 2. 1 CS/ GPS 体系温敏性实验 2 g CS 溶解在 100 m L 盐酸 ( 0. 1 m ol/ L ) 溶液中 , 配制成的 2% CS 溶液 , 移取一定体积的 2% CS 溶液于试管中, 按比例逐滴加入 56% GP S 溶液, 振荡混匀后, 以少量的 NaOH 稀溶液 ( 0. 02 m ol/ L ) 调节混合液的 pH 值。放入水浴恒温器恒温 , 参照文献 [ 11] 用试管倒置法研究 GPS/ CS 配比、 pH 及温度等条件对 CS/ GP S 体系凝胶化性能的影响。观察凝胶化现象 , 记录凝胶化时间 ( GT ) 。 1. 2. 2 CS/ GP S 体系凝胶相变动力学曲线移取
450nm
处测定 CS/ GPS 混合溶液的透光率
随温度变化, 绘制凝胶相变动力学曲线。对照样品 2% CS 溶液同法测定。 1. 2. 3 红外光谱表征凝胶化的 CS/ GP S 复合物精进行过滤 , 烘干, 研磨, KBr 压片 , 红外光谱检测。 1. 2. 4 载药凝胶的制备及体外药物释放实验确称取一定量依诺沙星于试管中 , 加入 2% CS 溶液, 振荡使药物溶解后 , 逐滴加入 56% GP S 并混匀,

水凝胶的制备及其研究进展

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。

壳聚糖基温敏型水凝胶颗粒的制备及其缓释性能

第42卷第6期2023年11月大连工业大学学报J o u r n a l o fD a l i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t yV o l .42N o .6N o v .2023收稿日期:2022-12-06.基金项目:辽宁省教育厅基本科研项目(L J KM Z 20220893).作者简介:翟晓毓(1997-),女,硕士研究生;通信作者:刘兆丽(1970-),女,教授.网络首发时间:2023-04-06T 14:05:47.网络首发地址:h t t ps ://k n s .c n k i .n e t /k c m s /d e t a i l /21.1560.T S .20230404.1658.008.h t m l .D O I :10.19670/j .c n k i .d l g yd x x b .2023.6007壳聚糖基温敏型水凝胶颗粒的制备及其缓释性能翟晓毓, 王碧瑶, 李沅, 谭凤芝, 刘兆丽(大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁大连 116034)摘要:经过乳化-化学交联制得具有温度敏感性的壳聚糖/β-甘油磷酸二钠复合体系水凝胶颗粒,利用傅里叶红外光谱及扫描电子显微镜对产品颗粒进行表征,并利用壳聚糖水凝胶颗粒负载化妆品活性物质烟酰胺,检测其吸水溶胀性㊁对药品的包埋性及缓释性㊂结果表明,在水相与油相体积比1ʒ4㊁壳聚糖质量分数2.0%㊁戊二醛质量分数1.250%时,壳聚糖温敏型水凝胶颗粒对烟酰胺的包埋率可达91.9%,可对烟酰胺持续释放24h ,释放率可达药品包埋量的92.3%,具有良好的缓释性㊂关键词:壳聚糖;温度响应;凝胶颗粒;烟酰胺中图分类号:T S 974.1文献标志码:A 文章编号:1674-1404(2023)06-0397-05P r e p a r a t i o no f t h e r m o s e n s i t i v e h y d r o g e lm i c r o s ph e r e s f r o mc h i t o s a n f o r c o n t r o l l e dd r u g d e l i v e r yZ H A I X i a o y u , W A N G B i y a o , L I Y u a n , T A N F e n gz h i , L I U Z h a o l i (S c h o o l o f L i g h t I n d u s t r y a n dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,D a l i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y,D a l i a n 116034,C h i n a )A b s t r a c t :T e m pe r a t u r e -s e n s i t i v e c h i t o s a n /β-s o d i u m g l y c e r o p h o s ph a t e c o m p o s i t e h y d r o ge l m i c r o c a p s u l e s w e r e p r e p a r e d b y e m u l s if i c a t i o n -c h e m i c a l c r o s s l i n k i ng m e th o d .T h e h y d r o g e l mi c r o c a p s u l e sw e r e c h a r a c t e r i z e db y F T -I Ra n dS E M.T h e e n c a p s u l a t i o na b i l i t y o f c h i t o s a nh y d r o ge l m i c r o c a p s u l e s t on i c o t i n a m i d e ,o n e t y pe of t h e c o s m e t i c a c t i v e s u b s t a n c e ,w a s e v a l u a t e dw i t h t h e a i m o fe v a l u a t i ng th e w a t e r a b s o r p ti o n s w e l l i n g p r o p e r t y ,d r u g l o a d i n g a n d s l o w -r e l e a s e a b i l i t y of m i c r o c a p s u l e s .T h e r e s u l t s s h o w e d t h e e n c a p s u l a t i o n r a t e o fm i c r o c a p s u l e s t on i c o t i n a m i d ew a su p to 91.9%u n d e r t h e c o n d i t i o n s o f 1ʒ4v o l u m e r a t i o o fw a t e r p h a s e t o o i l ,2.0%m a s s f r a c t i o n o f c h i t o s a n a n d 1.250%m a s s f r a c t i o n o f g l u t a r a l d e h yd e .T h e r e l e a s e r a t e o f n i c o t i n a m i d e c o u l d r e a c h 92.3%a f t e r 24h ,w h i c hc o n f i r m e d t h e e x c e l l e n t s l o w -r e l e a s e a b i l i t y o fm i c r o c a ps u l e s .K e y wo r d s :c h i t o s a n ;t e m p e r a t u r e r e s p o n s e ;h y d r o g e lm i c r o s p h e r e s ;n i c o t i n a m i d e 0 引言壳聚糖基温敏型水凝胶主要由大分子主链㊁亲水基团和疏水基团组成,能够在外界环境温度改变时根据刺激做出不同的应答,因具有良好的生物相容性㊁低细胞毒性和可被生物降解等优点,常作为药物缓释体,被广泛应用于生物医学领域与日化领域[1]㊂C o n s t a n t i n 等[2]将羟甲基丙烯酰胺与N -异丙基丙烯酰胺复合凝胶物理嵌入壳聚糖微球,得到可以智能响应的壳聚糖水凝胶微球,实现对负载药品水杨酸的缓释,在人体温度37ħ时24h持续释放药品量90%以上,证明了壳聚糖温敏型水凝胶用于药品缓释具有较好的发展前景㊂以水凝胶微球为载体,不仅可以提高体系稳定性,减少副作用,改善药物释放[3],同时可以减少药品在储存㊁运输过程中的流失,避免原料间的相互反应㊂烟酰胺是烟酸的酰胺化合物,具有一定抗氧化性,可以加速皮肤细胞代谢,促进角质层的修复减缓黑色素向皮肤角质层的运转等,具有美白祛斑以及防晒的作用[4]㊂因此,近年来烟酰胺已成为日化行业热门原料[5]㊂C a m i l l o等[6]通过真皮试验,证明烟酰胺可以通过减少R O S的释放来提高皮肤的抗氧化性,进而延缓细胞衰老,减少紫外线对皮肤的损害㊂本研究以壳聚糖为原料,以β-甘油磷酸二钠为温敏剂,戊二醛为交联剂,利用乳化-化学交联法[7]制得可在人体温度37ħ时做出智能响应的壳聚糖温敏型水凝胶颗粒,并将其用于负载药品烟酰胺,通过凝胶结构的药物扩散作用释放烟酰胺,从而达到药品缓释的效果㊂1试验1.1材料壳聚糖(C S,脱乙酰度ȡ95%,黏度100~ 200m P a㊃s)㊁β-甘油磷酸二钠水合物(β-G P, 98%)㊁戊二醛溶液(G L,体积分数50%),上海麦克林生化科技有限公司;烟酰胺(N I),帝斯曼(中国)有限公司;液体石蜡,天津市光复科技发展有限公司;吐温80,化学纯,上海沪试实验室器材股份有限公司;司班80,化学纯,上海麦克林生化科技有限公司;乙酸㊁异丙醇,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司㊂1.2试验方法1.2.1负载烟酰胺的壳聚糖基温敏型水凝胶颗粒的制备称取一定量壳聚糖溶解于1%的乙酸水溶液中,搅拌至壳聚糖完全溶解㊂称取β-G P溶于去离子水制成1%的β-G P溶液,将壳聚糖溶液与β-G P溶液按比例混合并加入少量烟酰胺,搅拌均匀制为水相(凝胶前体液);取一定体积液体石蜡与乳化剂吐温80㊁司班80混合作为油相㊂37ħ下将水相与油相混合,搅拌乳化后加入一定质量分数(水相占比)的戊二醛溶液,持续搅拌30m i n 进行交联反应,得到产物壳聚糖温敏型水凝胶颗粒(C S-β-G P)㊂用异丙醇与去离子水清洗产物表面残留油相,收集洗涤液用于烟酰胺包埋率的测定,同时收集清洗干净的产品颗粒㊂1.2.2水凝胶温度敏感性的测定将配制的C S与β-G P混合的水相溶液即凝胶前体液置于样品管中,并置于37ħ的烘箱中, 24h后观察凝胶前体液是否发生凝胶化[8]㊂1.2.3凝胶颗粒对烟酰胺包埋率的测定取收集的凝胶颗粒洗涤液,利用紫外分光光度计检测洗涤液中烟酰胺吸光度,并通过烟酰胺标准曲线测定和计算未被包埋的烟酰胺含量㊂凝胶颗粒对烟酰胺的包埋率计算公式:E=(m0-m1)/m0式中:E为对烟酰胺的包埋率;m0为烟酰胺的添加量,g;m1为未被包埋的烟酰胺量,g㊂1.2.4凝胶颗粒吸水溶胀率的测定取一定质量的凝胶颗粒置于一定量的清水中,在37ħ下浸泡,24h后取出样品吸干表面水分称重,得到凝胶颗粒吸水溶胀后的质量㊂凝胶颗粒吸水溶胀率计算公式:S=(m2-m1)/m1式中:S凝胶颗粒吸水溶胀率;m1为最初凝胶颗粒质量,g;m2为溶胀后凝胶质量,g㊂1.2.5凝胶颗粒缓释性能测定取定量样品置于100m L去离子水中,置于37ħ条件下进行药品缓释试验,在相同的时间间隔,取3m L上清液并补充同体积的清水,利用紫外分光光度计检测清液中烟酰胺的含量㊂1.3凝胶颗粒的形貌和结构表征用场发射扫描电镜观察C S-β-G P的微观形貌,加速电压为5k V;利用溴化钾压片法,用红外光谱仪对戊二醛㊁C S㊁β-G P与C S-β-G P进行扫描,波数范围400~4500c m-1㊂2结果与讨论2.1水相、油相配比对凝胶颗粒的影响为优化制备过程的水相㊁油相体积比,分别在水相与油相体积比为1ʒ3㊁1ʒ4㊁1ʒ5时制备壳聚糖温敏型水凝胶颗粒,分别检测不同水相㊁油相体积比时样品颗粒对烟酰胺的包埋率以及吸水溶胀率,所得结果见表1㊂由表1可知,壳聚糖与戊二醛的质量分数一定,当水相与油相的体积比分别为1ʒ3㊁1ʒ4㊁1ʒ5时,药品包埋率随着油相体积占比的增大而小幅度增大,溶胀率随油相体积占比的增大而急剧减小㊂这是由于随着油相体积893大连工业大学学报第42卷占比的增大,乳化过程中水相与油相更易分散成液滴,且产生的液滴体积更小,即经过交联生成的水凝胶颗粒体积变小,使凝胶颗粒表面结构致密,内部自由空间减小,凝胶吸水溶胀过程被抑制[9]㊂因此后续实验过程水相与油相体积比选择1ʒ4㊂表1水相㊁油相体积比对凝胶颗粒的影响T a b.1 E f f e c t o fw a t e r t oo i l v o l u m e r a t i oo nh y d r o g e lm i c r o s p h e r e sV(水相)ʒV(油相)包埋率/%溶胀率/% 1ʒ384.41901ʒ489.01581ʒ590.61102.2水凝胶的温度敏感特性在低温时C S分子可与水分子之间形成氢键,避免其自身分子链上的自由氨基与羟基产生氢键,使C S分子间保持规整排序,无法彼此互相缠绕㊂如图1(a)所示,当凝胶前体溶液处于室温时,体系呈透明液体状[10];凝胶前体液在37ħ烘箱放置24h后,随着温度的上升,C S分子与水分子间的氢键发生断裂,且由于β-G P的加入改变了C S分子间的静电力,C S上的疏水键与氢键间的引力大于分子链间的静电力,导致C S分子链上部分片段发生物理结合,溶液凝固发生凝胶化[11](图1(b)),证明C S与β-G P混合体系水凝胶具有温度敏感性㊂(a)凝胶前(b)凝胶后图1凝胶前体液在室温(凝胶前)和37ħ(凝胶后)下放置状态F i g.1 T h e s t a t e o f g e l p r e c u r s o r s o l u t i o n s t o r a g e a t r o o mt e m p e r a t u r e(b e f o r e g e l)a n d37ħ(a f t e r g e l) 2.3温敏型壳聚糖水凝胶颗粒外观表征交联剂戊二醛在水相中质量分数为1.250%㊁C S质量分数不同时水凝胶颗粒形貌如图2所示,即在戊二醛质量分数一定的前提下,当C S质量分数为1.5%时,凝胶颗粒表面粗糙㊁有褶皱,整体形貌呈无规则状,随着C S质量分数的增大,凝胶颗粒变为表面光滑的规则球状㊂这是由于随着C S含量的增加,C S分子链上可与戊二醛及β-甘油磷酸二钠发生交联反应的自由氨基数量增加,分子间交联程度更加紧密,使凝胶颗粒表面结构更加稳固,形状更加规整㊂(a)w(C S)=1.5%(b)w(C S)=2.0%(c)w(C S)=2.5%图2戊二醛质量分数为1.250%时不同C S-β-G P凝胶样品的S E M图F i g.2 S E Mi m a g e s o f v a r i o u sC S-β-G P g e l sw i t h g l u t a r a l d e h y d em a s s f r a c t i o no f1.250%2.4温敏型壳聚糖水凝胶颗粒结构表征如图3所示,C S在3000~3700c m-1处为分子上O H与N H的伸缩振动重叠吸收带㊂2875.45c m-1处的特征吸收峰为脂肪族C H的伸缩振动吸收峰㊂1607.14c m-1处为N H的变形振动吸收峰㊂1389.96c m-1处为C N的伸缩振动吸收峰㊂1085.91c m-1为C O伸缩振动吸收峰[12]㊂在戊二醛中,2953.67c m-1处的双峰为 C H3和 C H2的伸缩振动吸收峰;1720.08c m-1处为 C O的伸缩振动吸收峰[13]㊂β-G P中,1085.91c m-1处为P O3-4不对称伸缩振动峰;972.97c m-1处为P O3-4对称伸缩振动峰㊂在C S-β-G P凝胶谱图中,O H与N H的伸缩振动吸收峰发生红移,由3422.78c m-1变993第6期翟晓毓等:壳聚糖基温敏型水凝胶颗粒的制备及其缓释性能为3440.15c m -1,N H 的变形振动吸收峰由1607.14c m -1变为1624.52c m -1,说明C S 分子上N H 与戊二醛中的活泼醛基反应生成席夫碱吸收峰[14]㊂戊二醛与β-G P 的加入改变了C S分子间作用力及分子结构,C S ㊁β-G P 与戊二醛之间发生了交联反应[15]㊂图3 C S ㊁G L ㊁β-G P 与C S -β-G P 的红外光谱图F i g .3 F T -I Rs p e c t r a o f C S ,G L ,β-G Pa n dC S -β-G P g e l s 2.5 凝胶颗粒对烟酰胺的包埋率、吸水溶胀率图4为壳聚糖温敏型水凝胶颗粒对负载药品烟酰胺的包埋率及在37ħ时24h 吸水溶胀率㊂由图4(a )可知,当戊二醛质量分数为1.125%㊁C S 质量分数为1.5%时,烟酰胺的包埋率仅有78.2%;当戊二醛质量分数不变㊁C S 质量分数为2.5%时,产品对烟酰胺的包埋率可达85.2%;当C S 质量分数不变㊁戊二醛质量分数增大为1.375%时,烟酰胺的包埋率为87.5%㊂在C S 质量分数或戊二醛质量分数一定的情况下,凝胶颗粒对药品烟酰胺的包埋率随着C S 或戊二醛含量的增加而增大㊂这是由于随着C S 或戊二醛含量的增加,C S 分子上的自由氨基数量或戊二醛分子上可与C S 进行交联的醛基数量增加,分子间的交联程度增大,可致凝胶颗粒表面网络结构更加紧密,药品烟酰胺在凝胶内外的渗透过程阻力变大,使药品在产品清洗过程中的流失量减小,所以凝胶颗粒对于烟酰胺的包埋率增大㊂由图4(b )可知,戊二醛质量分数为1.125%㊁C S 为1.5%时,凝胶颗粒的吸水溶胀率可达189%;当体系戊二醛质量分数不变㊁C S 质量分数为2.5%时,凝胶颗粒的吸水溶胀率仅为152%;当C S 质量分数不变㊁戊二醛质量分数增大为1.375%时,凝胶颗粒的吸水溶胀率为143%㊂在其他反应条件不变时,随着戊二醛或C S 质量分数的增大,产品颗粒的吸水溶胀率均呈下降趋势㊂(a)凝胶颗粒对烟酰胺的包埋性能 (b)凝胶颗粒的溶胀性能图4 C S 质量分数与戊二醛质量分数对凝胶颗粒烟酰胺包埋率和溶胀性的影响F i g.4 E f f e c t o f m a s s f r a c t i o n s o f C S a n dg l u t a r a l d e h y d e o n e n c a p s u l a t i o n r a t e o f n i c o t i n a m i d ea n ds w e l l i n gp r o p e r t y o fh y d r o ge l m i c r o c a ps u l e s 这是由于反应交联密度变大,产品表面结构更加致密,水分子在凝胶内外的渗透阻力变大,导致凝胶颗粒的吸水溶胀性能变差㊂2.6 凝胶颗粒对烟酰胺的缓释性能水凝胶颗粒在37ħ时对于烟酰胺的24h 缓释曲线如图5所示㊂当C S 质量分数为1.5%㊁戊二醛的质量分数为1.125%时,烟酰胺的释放非常迅速,仅2h 便释放出包埋量的79.9%,最终在8h 停止释放,共释放药品包埋量的86.2%,缓释效果较差㊂这是由于C S 与戊二醛含量过低,凝胶内部交联结构过于松散,无法缓慢释放药品㊂随着C S 及戊二醛含量的增加,凝胶颗粒对烟酰胺的缓释作用逐渐增强,当C S 质量分数为2.0%时,壳聚糖凝胶颗粒对烟酰胺的缓释控制性能最好,在戊二醛质量分数为1.250%时24h 可释放92.3%的烟酰胺㊂但随着C S 及戊二醛含量的增加,凝胶颗粒对于烟酰胺的释放率再次减小,这是由于随着原料含量的增加,凝胶网络交联更加致密,药品渗透阻力增大㊂04大连工业大学学报第42卷(a)w(C S)=1.5%(b)w(C S)=2.0%(c)w(C S)=2.5%图5 C S质量分数与戊二醛质量分数对烟酰胺缓释性的影响F i g.5 E f f e c t s o fm a s s f r a c t i o n s o fC Sa n d g l u t a r a l d e h y d e o n t h e s l o w-r e l e a s e r a t e o f n i c o t i n a m i d e3结论以壳聚糖为原料,β-甘油磷酸二钠为温敏剂,戊二醛为交联剂,通过乳化-化学交联法制得的温敏型水凝胶颗粒具有良好的温度敏感性㊁吸水溶胀性以及良好的药品包埋性与缓释性㊂当水相与油相体积比1ʒ4㊁C S质量分数2.0%㊁戊二醛质量分数1.250%时,凝胶颗粒对烟酰胺的包埋率为91.9%,并在37ħ条件下持续释放药品24h,最终释放率为包埋量的92.3%,温度敏感响应的壳聚糖水凝胶对烟酰胺具有良好的缓释性㊂参考文献:[1]L I L H,L I B,Z HA O M Y,e t a l.S i n g l e-s t e p m i n e r-a l i z a t i o no fw o o d p i l e c h i t o s a n s c a f f o l d sw i t h i m p r o v e d c e l l c o m p a t ib i l i t y[J].J o u r n a l o fB i o m e d ic a lM a t e r i a l s R e s e a r c hP a r tB:A p p l i ed B i o m a te r i a l s,2011,98B(2):230-237.[2]C O N S T A N T I N M,B U C A T A R I USM,D O R O F T E I F,e t a l.S m a r t c o m p o s i t em a t e r i a l s b a s e d o n c h i t o s a n m i c r o s p h e r e se m b e d d e di nt h e r m o s e n s i t i v eh y d r o g e l f o rc o n t r o l l e d d e l i v e r y o fd r u g s[J].C a r b o h y d r a t e P o l y m e r s,2017,157:493-502.[3]Z HA N GCZ,N I UJ,C H O N G Y S,e ta l.P o r o u s m i c r o s p h e r e s a s p r o m i s i n g v e h i c l e s f o r t h e t o p i c a l d e-l i v e r y o f p o o r l y s o l u b l ea s i a t i c o s i d ea c c e l e r a t ew o u n d h e a l i n g a n d i n h i b i t s c a r f o r m a t i o n i n v i t r o&i n v i v o[J].E u r o p e a n J o u r n a l o f P h a r m a c e u t i c s a n dB i o p h a r-m a c e u t i c 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N i c o t i n a m i d e a n d c a l c i p o t r i o l c o u n t e r a c tU V B-i n d u c e d p h o t o a g i n g o n p r i m a r y h u m a nd e r m a l f i b r o b l a s t s[J]. J o u r n a l o fP h o t o c h e m i s t r y a n d P h o t o b i o l o g y,2022, 12:100158.[7]赵蕊,周浩然,张晶宇,等.戊二醛与甲醛交联壳聚糖微球的比较研究[J].化学与黏合,2012,35(3):30-32.[8]N I PXZ,Y ES,L IRP,e t a l.C h i t o s a n t h e r m o s e n-s i t i v eh y d r o g e l s b a s e d o n l y o p h i l i z a t e p o w d e r s d e m o n-s t r a t es i g n i f i c a n t p o t e n t i a lf o rc l i n i c a lu s ei ne n d o-s c o p i c s u b m u c o s a l d i s s e c t i o n p r o c e d u r e s[J].I n t e r n a-t i o n a lJ o u r n a lo fB i o l o g i c a l M a c r o m o l e c u l e s,2021, 184:593-603.[9]郝建鸿,杨穆,杨文领.小粒径咖啡因微胶囊制备及其缓释研究[J].明胶科学与技术,2007,27(2):71-77.[10]张碧君,邹祖豪,聂小琴,等.壳聚糖温敏水凝胶研究进展[J].山东化工,2020,49(10):49-51.[11]L I ZQ,G U A NJ J.T h e r m o s e n s i t i v eh y d r o g e l s f o rd r u g de l i v e r y[J].E x p e r tO p i n i o no nD r u g D e l i v e r y, 2011,8(8):991-1007.[12]许浩,魏延,徐双梦,等.基于壳聚糖/β-甘油磷酸钠(C S/β-G P)温敏型水凝胶的细胞表面壳化及对癌细胞行为的影响研究[J].功能材料,2021,52(5): 5121-5126.[13]徐德增,苏丹,程雪,等.戊二醛交联壳聚糖/P V A共混纤维的制备[J].大连工业大学学报,2013,32(3): 206-208.[14]陈欢欢,昝佳,林莹,等.壳聚糖/聚乙烯醇温敏水凝胶的制备及性质研究[J].清华大学学报(自然科学版),2006,46(6):843-846.[15]李福枝,陈承,谭平.戊二醛交联聚乙烯醇-壳聚糖膜的制备与性能研究[J].化学工程与装备,2014(12): 4-7.(责任编辑:彭彩红)104第6期翟晓毓等:壳聚糖基温敏型水凝胶颗粒的制备及其缓释性能。

壳聚糖交联温敏性水凝胶的制备与性能

第25卷第7期高分子材料科学与工程Vol .25,No .7　2009年7月POLYMER MA TERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGJul .2009壳聚糖交联温敏性水凝胶的制备与性能于跃芹,许　洋,李延顺(青岛科技大学化学与分子工程学院,山东青岛266042)摘要:利用N -马来酰化壳聚糖(N -M ACH )为交联剂,以N -异丙基丙烯酰胺(N IPAA m )、衣康酸(IA )为单体,利用水溶液自由基聚合反应合成了P (NI PAAm -co -IA )水凝胶。

研究了水凝胶的相转变性质、低临界溶解温度(LCS T )和溶胀性能。

该类水凝胶在32℃左右具有明显的相转变特性,其LCST 随衣康酸用量的增加而增大,交联剂的用量对水凝胶的LC -S T 值无显著影响。

水凝胶的溶胀性能具有较为明显的温度依赖性和介质依赖性,其饱和溶胀度与N IPAA m /IA 的比例、交联密度及溶胀介质有关。

关键词:N -马来酰化壳聚糖;P (N IPAAm -co -IA )水凝胶;温敏性;溶胀性能中图分类号:T B381 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2009)07-0133-03收稿日期:2009-06-09基金项目:山东省自然科学基金资助项目(Y2006B10);青岛市科技计划基础研究项目资助项目(09-1-3-33-JCH )通讯联系人:于跃芹,主要从事生物高分子材料研究,　E -mail :yueqinyu @qust .edu .cn 水凝胶是一种交联聚合物的溶胀体,能在水中溶胀且保持大量水分而又不溶解于水,不仅有着类似固体和液体的多种功能特性,而且有着自己独特的性能———外界环境改变时,水凝胶的体积发生突变。

具有这种对环境感应且应答性质的水凝胶被称为环境敏感性水凝胶———即智能水凝胶[1～4]。

聚N -异丙基丙烯酰胺水凝胶由于其侧链中既含有亲水性的酰胺基又含有疏水性的异丙基而成为一种典型的温敏性水凝胶,被广泛应用于药物释放体系、分离过程以及酶的固定化等方面[5]。

壳聚糖_聚乙烯醇温敏水凝胶的制备及性质研究

用, 如眼部给药[1 ], 埋植剂[2 ]或注射剂[3 ]。它是阳离子性聚电解质, 分子链上氨基的质子化作用使之能溶于多种酸溶液中。pH 大于 6. 2 时, 会迅速沉积形成水凝胶[4], 因而限制了它的应用范围。据报道, 多羟基磷酸盐与壳聚糖作用后, 能将其由 pH 敏感变成温度敏感 pH 依赖型凝胶[5]。但是, 壳聚糖甘油磷酸体系作为温度敏感 pH 依赖型凝胶结构较疏松, 用于药物控释方面效果不好, 不能满足植入型药剂长时间稳定释药的要求。
关键词: 壳聚糖; 聚乙烯醇; 甘油磷酸; 温敏水凝胶
中图分类号: R 944. 1 文章编号: 100020054 (2006) 0620843204
文献标识码: A
Prepara tion and phys ica l properties of ch itosan -poly (v inyl a lcohol) therm osen s it ive hydrogel
844
清华大学学报 (自然科学版)
2006, 46 (6)
A ld rich Chem ica l) , 丙酮、磷酸氢二钠、乙酸等化学试剂为分析纯。
1. 2 温敏水溶胶的制备称取一定量的壳聚糖先溶解于 0. 1m o l L 醋酸
水溶液中, 溶解完全后过滤除杂, 再加入 PVA 粉末, 在 80℃搅拌至 PVA 完全水解后, 缓慢降温至常温; 脱气, 搅拌过夜后形成清亮均一的溶液。25℃下逐滴加入稀释后的戊二醛溶液, 持续搅拌下交联反应 10m in, 最终浓度为 0～ 100 Λm o l L。冰浴条件下逐滴加入甘油磷酸溶液至 2%～ 5% ( 质量体积比) , 并搅拌 30～ 60m in 至呈清亮溶液。用磷酸氢二钠饱和溶液调节体系 pH 到 7. 15 左右。

壳聚糖基可注射温敏凝胶的制备及其药物缓释性能研究

壳聚糖基可注射温敏凝胶的制备及其药物缓释性能研究侯红瑞;董利【期刊名称】《广东化工》【年(卷),期】2012(039)007【摘要】Elect of concentrations of CS and mass ratio of α-GP and β- GP and pH of the mixture solutions on the gelation of CS/GP solution were investigated. The drug release profile of the gel formed at 37 ℃ was carried out through the comprecin as a model drug. The results showed that the solution could be gelled within 4 min at 37℃when the concentration of CS was 100 mg and mass ratio of α-GP and β-GP was 1 ：4, the pH of solution was 7.3 The IGT of the gel was droped from45℃to32 ℃.The CS/GPhydrogel exhibited typical sustained release for 10 days, was an ideal carrier for sustained delivery.%研究不同浓度的壳聚糖、不同质量配比的α-甘油磷酸钠和β-甘油磷酸钠混合盐和混合溶液的pH等因素对CS／GP溶液凝胶化性能的影响，在37℃形成凝胶体系负载模型药物依诺沙星考察该凝胶的释药性能。

结果表明：壳聚糖浓度为100mg，α-叶油磷酸钠和卢．廿油磷酸钠按质量比为1：4混合，控制凝胶体系pH为7．2，凝胶体系IGT可由45℃降至32℃；37℃下，可在3．5min快速凝胶，凝胶强度达到约0．48kPa。