海藻酸钠水凝胶药物释放
dayin壳聚糖_海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物控释中的应用
河北科技师范学院学报 第24卷第1期,2010年3月Journal of Hebei Nor mal University of Science &Technol ogy Vol .24No .1March 2010壳聚糖/海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物控释中的应用郑学芳,刘 纯,廉 琪,贾丹丹,田宏燕,王东军3(河北科技师范学院理化学院,河北秦皇岛,066600)摘要:以戊二醛(G A )为交联剂,壳聚糖作为聚阳离子组分,海藻酸钠作为聚阴离子组分,制备了壳聚糖(CS )海藻酸钠(S A )水凝胶。
探讨了改变溶液的pH 值和交联剂用量等条件对两种水凝胶溶胀性能的影响。
交联剂含量、pH 对CS 2S A 水凝胶溶胀率的影响较大,且在酸性条件下的水凝胶的溶胀率远大于碱性条件下的溶胀率,包埋在此水凝胶中的牛血清蛋白(BS A )释放随载药介质的pH 值的变化而显著不同,pH 值为1.0条件下载药的水凝胶释药率大于pH 值为7.4,9.18条件下的释药率。
关键词:壳聚糖;海藻酸钠;牛血清蛋白;控制释放中图分类号:O636.1 文献标志码:A 文章编号:167227983(2010)0120008204水凝胶对外界刺激如pH 值、溶剂、盐浓度、光等能产生相应的体积变化,广泛应用于药物控制释放、固定化酶、物料萃取、生物材料培养、提纯、蛋白酶的活性控制等领域[2～4]。
壳聚糖(CS )作为一种带正电荷的天然多糖,具有良好的生物相容性和生物降解性[5]。
由于其具有良好的吸水保湿性能[6],作为水凝胶,在药物控制释放上具有良好的发展前途。
海藻酸钠(S A )是一种广泛存在于各类棕色海藻中的天然高分子,可与多价阳离子形成简单的凝胶,成胶条件温和,该类凝胶对机体无毒性,适合作为药物包埋材料。
笔者以戊二醛为交联剂,壳聚糖作为聚阳离子组分,海藻酸钠作为聚阴离子组分制备壳聚糖/海藻酸钠水凝胶(CS 2S A ),并通过改变溶液的pH 值和交联剂用量等因素来探讨水凝胶的溶胀性能变化。
将水凝胶作为药物缓释载体的研究进展
·综述·将水凝胶作为药物缓释载体的研究进展崔 桓，冯松福，陆晓和（南方医科大学珠江医院眼科，广东 广州 510280）[摘要]在采用传统的给药方式（如口服给药、静脉注射给药等）对患者进行药物治疗的过程中，其体内的药物浓度易出现较大幅度的波动，且需要频繁多次为其给药。
采用这种给药方式一方面会使患者的治疗效果大打折扣，易导致其出现不良反应，另一方面还需要设计出多种药物剂型。
因此，如何制备出具有理想药物缓释性能的药物载体是临床医学和制药学领域重要的研究课题。
药物缓释系统（Drug delivery system，DDS）是近年来医疗领域研究的热点。
水凝胶是药物缓释系统最主要的载体之一。
水凝胶具有良好的生物相容性，能适应人体内的不同环境。
本文主要是介绍将水凝胶作为药物缓释载体的最新研究进展。
[关键词]水凝胶；药物缓释系统；药物载体；席夫碱反应；波聚合；自修复[中图分类号]R944 [文献标识码]A [文章编号]2095-7629-（2020）04-0018-03Advances in the study of hydrogels as sustained-release drug carriersCui Huan,Feng Songfu,Lu Xiaohe(department of ophthalmology, pearl river hospital, southern medical university, Guangzhou Guangdong 510280) [Abstract] In the process of drug treatment for patients with traditional drug administration methods (such as oral administration, intravenous administration, etc.), the drug concentration in their bodies is prone to large fluctuations, and it needs to be administered frequently for many times. On the one hand, this method of drug administration will greatly reduce the therapeutic effect of patients and easily lead to adverse reactions. On the other hand, it is also necessary to design a variety of drug dosage forms. Therefore, how to prepare the drug carrier with the ideal drug sustained release properties is an important research topic in the field of clinical medicine and pharmacy. Drug delivery system (DDS) is a hot topic in recent years. Hydrogel is one of the most important carriers of drug sustained release system. Hydrogels have good biocompatibility and can adapt to different environments in human body. This paper mainly introduces the latest research progress of hydrogels as sustained drug release carriers.[key words] hydrogel; Drug slow-release system; Drug carrier; Schiff base reaction; Wave polymerization; Since the repair水凝胶是高分子单体在交联后形成的一种强吸水材料。
海藻酸钠水凝胶的合成及其药物控释中的应用
人工胃液 pH 1.2 人工肠液 pH 1.2
Fig. 3 In vitro release of insulin aspart from the alginate/κcarrageenan composite hydrogel beads formed at different κ-carrageenan concentrations (in % w/v) in (a) SGF at pH 1.2 and (b) SIF at pH 7.4, at 37 oC.
+ +H +
化学交联
缩醛反应 席夫碱反应
戊二醛、环氧氯丙烷
脱水缩合反应
紫外光交联
图 5 化学交联制备的海藻酸钠水凝胶示意图
海藻酸钠水凝胶在药物释放中的应用
口服给药——胃部
Influence of calcium carbonate and sodium carbonate gassing agents on pentoxifylline floating tablets properties
From the printer to the lungs: Inkjet-printed aerogel particles for pulmonary delivery
alginate-based ink
SS(沙丁胺醇) including Ca2+ gelation bath 平喘药
Chem. Eng.J. 357 (2019) 559–566
Ploym. Degard. stabil. 2009, 94, 1405-1410.
聚电解质复合物(PEC)
PEC是由带相反电荷的聚电解质通过静电作用形成。用这种方 法制备的水凝胶，一定程度上可以提高参与反应的反应位点， 提高三维网络交联密度，从而提高水凝胶机械强度。
海藻酸钠水凝胶应用
海藻酸钠水凝胶应用1.引言1.1 概述概述海藻酸钠水凝胶是一种具有广泛应用前景的新型材料。
它由海藻酸钠和水组成，具有良好的生物相容性和可调控性，在医学领域和食品工业中有着重要的应用。
海藻酸钠水凝胶具有优异的凝胶性能和较高的稳定性，可以通过调节制备条件和配方来调控其物理性质，满足不同领域的需求。
海藻酸钠水凝胶的制备方法多种多样，包括化学合成法、物理凝胶法和生物制备法等。
其中，化学合成法是常用的制备方法，通过将海藻酸钠与交联剂反应形成三维网状结构，从而形成凝胶。
物理凝胶法则通过改变温度、pH值或离子强度等条件，使海藻酸钠在适当的条件下凝胶。
此外，利用生物制备法可以通过微生物发酵或海藻提取等方式制备海藻酸钠水凝胶。
海藻酸钠水凝胶具有良好的物理性质。
它具有可逆的凝胶-溶胶转变特性，在适宜的温度和pH值下可逆转变为溶胶，便于制备和应用。
海藻酸钠水凝胶的结构稳定性较高，不易发生剪切变形，在保持形状和体积的同时，能够有效地固定和包埋其他物质。
此外，海藻酸钠水凝胶还具有较高的吸水性能和呈现网络状的孔隙结构，这使得它在吸附、控释和保水方面具有良好的应用潜力。
在医学领域中，海藻酸钠水凝胶可以作为组织工程支架、药物控释载体和创伤敷料等应用。
它能够提供良好的细胞黏附和增殖环境，促进组织再生和修复。
海藻酸钠水凝胶还可用于药物的控释，通过调控凝胶的物理性质和微观结构，实现药物的缓慢释放，延长疗效。
此外，海藻酸钠水凝胶的高吸水性和保水性能，使其成为优秀的创伤敷料材料，能够有效地促进伤口的愈合和预防感染。
在食品工业中，海藻酸钠水凝胶可以用作增稠剂、凝胶剂和稳定剂等应用。
它具有较高的凝胶能力和稳定性，在食品加工中可以起到增加口感和改善质感的作用。
海藻酸钠水凝胶还可以用于制备低脂肪和低热量食品，并能够增加食品中的膳食纤维含量，有助于改善食品的营养价值和功能性。
综上所述，海藻酸钠水凝胶作为一种多功能材料，具有广泛的应用前景。
在医学领域和食品工业中，它能够发挥其优异的特性，满足不同领域的需求。
海藻酸钠复合水凝胶研究进展
海藻酸钠复合水凝胶研究进展一、本文概述海藻酸钠作为一种天然多糖类高分子化合物，因其良好的生物相容性、生物降解性以及优异的凝胶性能，在生物医学、药物递送、组织工程等领域受到广泛关注。
近年来，随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的研究取得了显著进展。
本文旨在综述海藻酸钠复合水凝胶的最新研究进展，包括其制备方法、性能优化、以及在各个领域的应用情况，以期为相关领域的研究人员提供有价值的参考和启示。
本文将首先介绍海藻酸钠的基本性质及其在复合水凝胶中的应用优势。
随后，将重点阐述海藻酸钠复合水凝胶的制备方法，包括物理交联、化学交联和生物酶法等，并分析各种方法的优缺点。
接着，将探讨海藻酸钠复合水凝胶的性能优化策略，如增强机械强度、调节降解速率、提高生物活性等。
还将详细介绍海藻酸钠复合水凝胶在药物递送、组织工程、生物传感器等领域的应用现状，并展望其未来的发展前景。
通过本文的综述，我们期望能够为海藻酸钠复合水凝胶的研究和应用提供更为全面和深入的理解，推动该领域的技术进步和创新发展。
二、海藻酸钠复合水凝胶的制备方法随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的制备方法日趋多样化，以满足不同领域的应用需求。
目前，主要的制备方法包括物理交联法、化学交联法以及辐射交联法等。
物理交联法主要利用海藻酸钠分子链间的相互作用，如离子键、氢键等，通过改变溶液的温度、pH值或添加盐类等物理手段，诱导海藻酸钠分子链发生交联，从而形成水凝胶。
这种方法操作简单，条件温和，但形成的凝胶强度相对较低，稳定性有待提高。
化学交联法则是通过引入化学交联剂，如戊二醛、丙烯酰胺等，与海藻酸钠分子链发生化学反应，形成共价键，从而增强凝胶的强度和稳定性。
这种方法制备的凝胶具有较高的机械强度和化学稳定性，但交联剂的引入可能会引入潜在的毒性或生物不相容性，因此在生物医学领域的应用受到限制。
辐射交联法利用高能辐射如紫外线、伽马射线等，引发海藻酸钠分子链发生断裂并重新组合，形成三维网状结构，从而制备出水凝胶。
海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物释放中的应用
海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物释放中的应用一、本文概述本文旨在深入探讨海藻酸钠水凝胶的制备方法及其在药物释放领域的应用。
海藻酸钠作为一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性和生物降解性，因此在医药领域具有广泛的应用前景。
本文首先将对海藻酸钠水凝胶的制备过程进行详细的介绍，包括材料选择、反应条件优化等关键步骤。
随后，我们将重点关注海藻酸钠水凝胶在药物释放方面的应用，探讨其作为药物载体的优势和潜力。
本文还将对海藻酸钠水凝胶在药物释放过程中的性能进行评估，包括药物释放速率、释放量以及药物释放机制等。
我们将对海藻酸钠水凝胶在药物释放领域的应用前景进行展望，以期为其在医药领域的进一步应用提供理论支持和实践指导。
二、海藻酸钠水凝胶的制备海藻酸钠水凝胶的制备过程相对简单，主要涉及到海藻酸钠与钙离子的交联反应。
将海藻酸钠溶解在适当的溶剂（如去离子水）中，通过加热和搅拌的方式确保海藻酸钠充分溶解，形成均一的海藻酸钠溶液。
然后，将含有钙离子的溶液（如氯化钙溶液）作为交联剂，以一定的速度滴加到海藻酸钠溶液中。
在滴加过程中，钙离子与海藻酸钠中的羧酸根离子发生离子交换，形成稳定的海藻酸钙凝胶。
为确保水凝胶的均匀性和稳定性，滴加过程需要控制速度和搅拌速率。
海藻酸钠的浓度、钙离子的浓度以及反应温度等因素都会影响水凝胶的形成和性能。
因此，在制备过程中，需要对这些参数进行优化，以获得具有理想性能的海藻酸钠水凝胶。
制备完成后，可通过一系列表征手段，如扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等，对海藻酸钠水凝胶的微观结构和化学性质进行分析。
这些表征结果可以为后续的药物释放研究提供基础数据。
通过合理的制备工艺和参数优化，可以制备出性能稳定的海藻酸钠水凝胶，为药物释放等应用领域提供有力支持。
三、海藻酸钠水凝胶在药物释放中的应用海藻酸钠水凝胶作为一种理想的药物载体，在药物释放领域具有广泛的应用前景。
其独特的三维网络结构和良好的生物相容性，使得海藻酸钠水凝胶能够有效地控制药物的释放速率和释放量，从而实现对药物释放的精确调控。
海藻酸钠聚乙烯醇水凝胶
海藻酸钠聚乙烯醇水凝胶海藻酸钠聚乙烯醇水凝胶是一种具有广泛应用前景的材料。
它是由海藻酸钠和聚乙烯醇两种物质通过化学反应制备而成。
这种水凝胶具有许多独特的性质和功能，使其在生物医学、环境保护和化妆品等领域具有广泛的应用前景。
海藻酸钠聚乙烯醇水凝胶具有良好的生物相容性和生物可降解性。
它可以与人体组织兼容，不会引起明显的免疫反应和毒性反应。
因此，它可以作为医学领域的生物材料，用于制备人工骨骼、人工关节和生物支架等。
此外，由于其生物可降解性，它在体内可以逐渐降解并被代谢掉，不会对人体造成二次污染。
海藻酸钠聚乙烯醇水凝胶具有良好的吸水性和保水性。
它可以吸收大量的水分，形成稳定的凝胶结构。
这种凝胶具有良好的保湿性能，可以有效地防止水分的流失，保持皮肤的湿润和弹性。
因此，它被广泛应用于化妆品和护肤品中，用于制备保湿乳液、面膜和眼霜等产品。
海藻酸钠聚乙烯醇水凝胶还具有良好的吸附性和离子交换性。
它可以吸附和去除水中的重金属离子和有机污染物，具有良好的净化水质的能力。
因此，它被广泛应用于环境保护领域，用于制备废水处理剂和水处理滤料等。
海藻酸钠聚乙烯醇水凝胶还具有良好的药物缓释性能。
它可以将药物包裹在凝胶中，通过缓慢释放，延长药物的作用时间。
这种特性使得它在制备控释药物和局部药物输送系统等方面具有广泛应用前景。
在制备海藻酸钠聚乙烯醇水凝胶时，可以通过调节制备条件和材料比例来控制其性质和功能。
例如，可以通过改变海藻酸钠和聚乙烯醇的浓度、反应温度和反应时间等参数来调节凝胶的吸水性、药物缓释性能和离子交换性能等。
海藻酸钠聚乙烯醇水凝胶具有广泛的应用前景。
它在生物医学、环境保护和化妆品等领域具有重要的应用价值。
随着科学技术的不断发展，相信海藻酸钠聚乙烯醇水凝胶将会有更广泛的应用。
海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物释放中的应用_高春梅
，
其分 子 由 β -D -甘 露 糖 醛 酸 （ β -D -mannuronic ，M ） 和 α -L -古洛 糖 醛 酸 （ α -L -guluronic ，G ） 按 （ 1 → 4 ） 键 连 接而成 。 海藻酸钠 的 水 溶 液 具 有 较 高 的 黏 度， 已被 用作食品的增稠剂 、 稳定剂 、 乳化剂等 。 海藻酸钠是 无毒食品， 早在 1938 年就已被收入美国药典 。
2+ ［8］ 物的释放载体时常选用 Ca 作为交联剂 。
化
学
进
展
第 25 卷
PEC ， 此过程不需要催化剂， 可以避免 将 一 些 有 毒 物 质引入人体 。 另外， 海藻酸钠与聚阳离子电解质形 成 PEC 的过 程 是 可 逆 的 。 PEC 的 形 成 受 海 藻 酸 钠 与聚阳离子的摩尔比 、 多糖的分子量以及溶液的 pH 值、 离子强度等多种因素的影响
Preparation of Sodium Alginate Hydrogel and Its Application in Drug Release
Gao Chunmei ＊ ＊ Liu Mingzhu ＊ ＊ Lü Shaoyu Chen Chen Huang Yinjuan Chen Yuanmou
第6期
高春梅等
海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物释放中的应用
·1013·
introduced
in
detail ， including
physical
crosslinking ， chemical
crosslinking ， enzymatic
crosslinking ，
interpenetrating polymer network． The application of sodium alginate hydrogel in drug release is also introduced ， including oral administration ， subcutaneous administration ， mucosal administration ， pulmonary administration ， transdermal administration． Finally ， the problems in research and prospect of sodium alginate hydrogels are discussed． Key words sodium algiate ； hydrogel ； preparation ； drug release ； crosslinking 胞
海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物释放中的应用
海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物释放中的
应用
海藻酸钠水凝胶是一种由海藻酸钠和水组成的凝胶。
制备过程中，先将海藻酸钠溶解在水中，经过一定时间的混合和搅拌，形成一种胶
体溶液。
然后再在这个溶液中加入一定量的交联剂（如聚乙二醇二甲醚、钙离子等），使海藻酸钠分子发生交联反应，形成一种均匀的三
维网络结构，从而形成水凝胶。
海藻酸钠水凝胶具有一定的生物可降解性和生物相容性，并且具
有多孔的结构，有利于药物的大量储存和释放。
因此，海藻酸钠水凝
胶被广泛应用于药物缓释系统中。
在药物缓释系统中，将药物加入到
海藻酸钠水凝胶中，利用它的特殊物理和化学特性，控制药物的释放
速度和持续时间，采用口服、注射、贴片等方式达到药物的治疗效果，并且可以避免药物在消化道中的快速吸收和代谢，提高药物的生物利
用度和疗效。
海藻酸钠水凝胶在医药领域中的应用还包括人工骨和软骨修复、
人造眼角膜和生物信号传感器等方面。
可注射海藻酸钠泊洛沙姆复合水凝胶的制备及药物缓释研究
第48卷2020年12月第12期第60-67页材料工程J o u r n a l o fM a t e r i a l sE n g i n e e r i n gV o l.48D e c.2020N o.12p p.60-67可注射海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的制备及药物缓释研究P r e p a r a t i o no f i n j e c t a b l e s o d i u ma l g i n a t e/p o l o x a m e r c o m p o s i t eh y d r o g e l f o rs u s t a i n e dd r u g r e l e a s e候冰娜1,郑泽邻2,赵梓年1,李进1,倪凯1,赵琳琳3,李征征1,4,5(1天津科技大学化工与材料学院,天津300457;2南京霖厚环保科技有限公司,南京210001;3天津理工大学材料科学与工程学院,天津300457;4天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室,天津300457;5复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室,上海200433;)H O U B i n g-n a1,Z H E N GZ e-l i n2,Z H A OZ i-n i a n1,L I J i n1,N IK a i1,Z H A OL i n-l i n3,L I Z h e n g-z h e n g1,4,5(1C o l l e g e o fC h e m i c a l E n g i n e e r i n g a n d M a t e r i a l s,T i a n j i nU n i v e r s i t yo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,T i a n j i n300457,C h i n a;2N a n j i n g L i n h o uE n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o nT e c h n o l o g y C o.,L t d.,N a n j i n g210001,C h i n a;3S c h o o l o fM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,T i a n j i nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y,T i a n j i n300457,C h i n a;4T i a n j i nK e y L a b o r a t o r y o fP u l p a n dP a p e r,T i a n j i nU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,T i a n j i n300457,C h i n a;5S t a t eK e y L a b o r a t o r y o fM o l e c u l a rE n g i n e e r i n g o f P o l y m e r s,F u d a nU n i v e r s i t y,S h a n g h a i200433,C h i n a)摘要:泊洛沙姆是一种温敏性合成聚合物,随着温度改变能够实现溶胶-凝胶转变,但其相对分子质量低,水凝胶结构很难长期保持㊂本研究以泊洛沙姆为基体,通过与海藻酸钠溶液混合制备了温敏性海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶(S A/ P407)㊂通过傅里叶变换红外光谱(F T-I R)㊁试管倒置法㊁扫描电子显微镜(S E M)㊁旋转流变仪和紫外-可见分光光度计(U V-V i s)对海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的结构㊁温敏性㊁微观形态㊁动态黏弹性和体外药物释放性能进行了表征,此外还研究了海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的溶胀性能㊂结果表明:海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶具有温敏性,通过加入海藻酸钠能够降低泊洛沙姆在体温下的成胶浓度(质量分数为6%);通过控制海藻酸钠与泊洛沙姆的质量比,能够使溶胶-凝胶转变温度处于室温与体温(25~37ħ)之间,并且缩短凝胶化时间为84s;海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶具有高度孔隙化且孔隙之间相互连通的结构特点,其孔径大小处于20~80μm范围内;随着海藻酸钠添加量的增加,海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的溶胀率逐渐降低;海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达72h㊂海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶在可注射药物缓释载体方面具有重要的应用前景㊂关键词:海藻酸钠;泊洛沙姆;溶胶-凝胶转变;药物缓释d o i:10.11868/j.i s s n.1001-4381.2020.000283中图分类号:O63文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2020)12-0060-08A b s t r a c t:P o l o x a m e r i sat h e r m o-s e n s i t i v es y n t h e t i c p o l y m e r t h a tc a na c h i e v es o l-g e l t r a n s i t i o n w i t h t e m p e r a t u r e c h a n g e,b u t i t s r e l a t i v em o l e c u l a rm a s s i s l o w,a n d t h eh y d r o g e l s t r u c t u r e i sd i f f i c u l t t o m a i n t a i n f o r a l o n g t i m e.T h e t h e r m o-s e n s i t i v e s o d i u ma l g i n a t e/p o l o x a m e r c o m p o s i t eh y d r o g e l(S A/ P407)w a s s y n t h e s i z e d b y m i x i n g p o l o x a m e r w i t h s o d i u m a l g i n a t e.T h e c h e m i c a l s t r u c t u r e s,第48卷第12期可注射海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的制备及药物缓释研究t e m p e r a t u r e s e n s i t i v i t y,m i c r o s c o p i c m o r p h o l o g y,d y n a m i cv i s c o e l a s t i c i t y a n d i nv i t r o d r u g r e l e a s e b e h a v i o r s o f s o d i u ma l g i n a t e/p o l o x a m e rc o m p o s i t eh y d r o g e l sw e r e i n v e s t i g a t e db y F T-I R,t e s t t u b e i n v e r s i o n,S E M,r h e o m e t e r a n dU V-V i s s p e c t r o s c o p y.I n a d d i t i o n,t h e s w e l l i n gp r o p e r t i e s o f s o d i u m a l g i n a t e/p o l o x a m e rc o m p o s i t e h y d r o g e l s w e r ea l s os t u d i e d.T h e s er e s u l t ss h o w t h a tt h es o d i u m a l g i n a t e/p o l o x a m e rc o m p o s i t eh y d r o g e l i st h e r m o-s e n s i t i v e,a n dt h e g e l a t i o nc o n c e n t r a t i o n(m a s s f r a c t i o n i s6%)o f p o l o x a m e ra tb o d y t e m p e r a t u r ec a nb er e d u c e db y a d d i n g s o d i u m a l g i n a t e.B y c o n t r o l l i n g t h em a s s r a t i oo f s o d i u ma l g i n a t e a n d p o l o x a m e r,t h e s o l-g e l t r a n s i t i o n t e m p e r a t u r e c a nb e k e p t b e t w e e nr o o m t e m p e r a t u r ea n d b o d y t e m p e r a t u r e(25-37ħ),a n dt h e g e l a t i o nt i m ec a n b e s h o r t e n e d t o84s.T h e s o d i u ma l g i n a t e/p o l o x a m e r c o m p o s i t e h y d r o g e l h a s a s t r u c t u r a l f e a t u r e o f h i g h p o r o s i t y a n d i n t e r c o n n e c t e d p o r e s,a n d i t s p o r e s i z e r a n g e s f r o m20μmt o80μm.W i t h t h e i n c r e a s e o f s o d i u ma l g i n a t e,t h e s w e l l i n g r a t eo f t h e s o d i u ma l g i n a t e/p o l o x a m e r c o m p o s i t eh y d r o g e l i s g r a d u a l l y d e c r e a s e d.T h e s o d i u m a l g i n a t e/p o l o x a m e r c o m p o s i t e h y d r o g e ls h o w s s u s t a i n e d r e l e a s e o ft h e a n t i c a n c e rd r u g g e m c i t a b i n e,a n d t h e d r u g r e l e a s et i m e c a n r e a c h72h o u r s.S o d i u m a l g i n a t e/ p o l o x a m e r c o m p o s i t eh y d r o g e l h a s a n i m p o r t a n t a p p l i c a t i o n p r o s p e c t i n t h e f i e l do f i n j e c t a b l e c a r r i e r s f o r s u s t a i n e dd r u g r e l e a s e.K e y w o r d s:s o d i u ma l g i n a t e;p o l o x a m e r;s o l-g e l t r a n s i t i o n;s u s t a i n e dd r u g r e l e a s e水凝胶是一种以共价键或非共价键交联而形成的具有三维网络结构的高分子材料,能够吸收并保存大量水分,在生物医药等领域有广泛的应用前景[1-3]㊂温敏性水凝胶是一类具有温度依赖性的水凝胶,在近年来其作为一种性能优良的可注射型生物材料而备受关注[4-6]㊂温敏性水凝胶在低温时呈溶液状态,当温度接近相转变温度时,溶液转变为凝胶状态,因此可以作为药物载体实现局部给药,广泛应用于药物载体及生物组织工程等领域[7-9]㊂泊洛沙姆是由聚(环氧乙烷)和聚(环氧丙烷)组成的三嵌段共聚物,是一种温敏性合成聚合物,通常用来制备可注射水凝胶[10-11]㊂泊洛沙姆通过聚合物内环氧乙烷和环氧丙烷间的亲疏水相互作用,能够在高于其临界溶液温度时形成水凝胶[12]㊂因此,随着温度改变,泊洛沙姆溶液表现出溶胶-凝胶可逆转变[13]㊂基于泊洛沙姆的溶胶-凝胶转变性质,泊洛沙姆能够作为药物载体,用于治疗烧伤和经皮给药等领域[14-16]㊂泊洛沙姆由于相对分子质量低,制备的水凝胶机械强度低,凝胶响应温度宽,限制了其在生物医药领域的应用[17]㊂海藻酸钠(S A)是一种从褐藻中提取的天然高分子材料,是由β-D-甘露糖醛酸和α-L-古洛糖醛酸按照(1ң4)糖苷键连接而成的线型聚合物[18]㊂海藻酸钠具有良好的生物相容性㊁亲水性和生物降解性,已被用于伤口敷料㊁关节软骨修复和药物缓释等方面[19-21]㊂海藻酸钠能够在极其温和的条件下快速形成凝胶[22],本研究为降低泊洛沙姆温敏水凝胶的溶胶-凝胶转变浓度,以泊洛沙姆(P407)为基体,通过加入海藻酸钠制备海藻酸钠/泊洛沙姆温敏性复合水凝胶(S A/P407),研究不同质量比(0.5ʒ1,0.6ʒ1,0.8ʒ1,1.0ʒ1)对S A/P407复合水凝胶性能的影响㊂通过傅里叶红外光谱(F T-I R)㊁试管倒置法㊁扫描电子显微镜(S E M)和旋转流变仪分别对S A/P407复合水凝胶的结构㊁温敏性㊁微观形貌和动态黏弹性进行表征,考察了S A/P407复合水凝胶的质量比对其溶胶-凝胶转变温度和溶胀性能的影响㊂采用紫外-可见分光光度计(U V-V i s),研究了S A/P407复合水凝胶对药物吉西他滨的体外药物释放性能的影响㊂1实验材料与方法1.1试剂海藻酸钠,广州化学试剂厂,分析纯;泊洛沙姆407,德国巴斯夫有限公司,分析纯;吉西他滨,纯度> 99%,购于上海阿拉丁生物科技有限公司㊂1.2实验过程称取一定质量比(0.5ʒ1,0.6ʒ1,0.8ʒ1,1.0ʒ1)的海藻酸钠和泊洛沙姆于血清瓶中,加入1m L去离子水,用漩涡振荡器振荡5~10m i n,在4ħ下溶解24h,制得S A/P407温敏性复合水凝胶样品㊂1.3测试与性能表征通过MA G N A560型傅里叶红外光谱仪对S A/ P407复合水凝胶样品进行红外光谱测定,将S A/P407复合水凝胶冷冻干燥,然后用K B r压片,波数范围为500~4000c m-1,扫描32次,分辨率为4c m-1㊂通过J S M-7000F型场致扫描电子显微镜观察S A/P407复合16材料工程2020年12月水凝胶样品的微观结构,S A/P407复合水凝胶冷冻干燥后在液氮中淬冷30s,制成切片,进行喷金处理,喷金时间为5m i n㊂采用试管倒置法,测定S A/P407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度㊂在4ħ下,将海藻酸钠和泊洛沙姆溶于磷酸盐缓冲溶液中,在5m L的试管中配制成不同质量比(0.5ʒ1,0.6ʒ1,0.8ʒ1,1.0ʒ1)的溶液㊂试管放入升温装置内(升温速率为0.2ħ/m i n),每过一段时间,将试管倒置,观察试管中溶液的流动情况㊂若试管倒置30s,管内物质不发生流动,则确定此温度为溶胶-凝胶转变温度㊂通过R S6000旋转流变仪测试S A/P407复合水凝胶的动态黏弹性㊂将厚度为1.0m m的水凝胶样品置于行板之间,调节板间距为1.0m m㊂测定储能模量(G')和损耗模量(Gᵡ)随时间(0~1000s)的变化关系,测试温度为37ħ;测定G'和Gᵡ随温度(5~50ħ)的变化关系,测试条件为频率1H z,应变0.1%,G'与Gᵡ曲线的交点所对应的温度即为S A/P407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度㊂称取一定量的S A/P407复合干凝胶,在37ħ下浸入磷酸盐缓冲溶液中,一段时间后取出水凝胶,用滤纸吸去表明多余的磷酸盐缓冲溶液后称重㊂所有实验进行三次取其平均值㊂溶胀比(S w)由水凝胶质量(m w e t)与干凝胶质量(m d r y)确定,可通过式(1)计算:S w=m w e t/m d r y(1)通过M i n i-1024型紫外-可见分光光度计(U V-V i s)测试S A/P407复合水凝胶对抗癌药物吉西他滨的体外药物释放性能㊂在4ħ下,将S A/P407和吉西他滨溶于P B S溶液中㊂在5m L的试管中配制1m L的S A/P407溶液,吉西他滨的最终浓度为10m g/m L,在37ħ下放置30m i n,制得S A/P407载药凝胶㊂向每个试管中的载药凝胶顶部缓慢滴加3m L P B S,置于37ħ的恒温水浴摇床中(振荡速度为20r/m i n),一定时间后,将3m LP B S移除,同时加入等体积的新鲜P B S来补偿释放介质㊂通过M i n i-1024型紫外-可见分光光度计测定释放介质在波长268n m的吸光度来确定药物浓度,绘制药物释放曲线㊂累积药物释放率A r可通过式(2)[23]计算:A r=V0ˑc t+Vˑðt-1b=1cmˑ100%(2)式中:V0是释放介质的总体积;c t是在某个时间点测量的P B S中吉西他滨的浓度;V是每次所取P B S的体积;t为测试药物释放次数;c为每次取P B S的浓度;b 为表征释放机制的释放指数;m是S A/P407复合水凝胶的载药量㊂2结果与分析2.1S A/P407复合水凝胶的制备与表征以泊洛沙姆为基体,固定P407浓度为6%(质量分数,下同),分别加入不同质量的海藻酸钠制备S A/ P407复合水凝胶,配方如表1㊂随着海藻酸钠加入量的增加,S A/P407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度逐渐降低㊂图1为泊洛沙姆和不同质量比(0.5ʒ1,0.6ʒ1, 0.8ʒ1,1.0ʒ1)的S A/P407复合水凝胶样品的红外光谱图㊂结果表明,与泊洛沙姆谱图相比,S A/P407复合水凝胶样品在1459c m-1和1413c m-1处分别出现C O伸缩振动吸收峰和O H变形振动吸收峰,说明成功制备了S A/P407复合水凝胶㊂表1海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的配方T a b l e1 F o r m u l a o f s o d i u ma l g i n a t e/p o l o x a m e rc o m p l e xh yd r o ge lS a m p l e M a s s r a t i o a T e m p e r a t u r e/ħS A/P407-10.5ʒ143.2S A/P407-20.6ʒ136.4S A/P407-30.8ʒ126.6S A/P407-41.0ʒ125.7a M a s s f r a c t i o no f P407i s6%.图1不同配比S A/P407复合水凝胶样品的红外光谱图F i g.1 F T-I Rs p e c t r a o f S A/P407c o m p o s i t eh y d r o g e lw i t hd i f f e r e n t r a t i o s通过试管倒置法测定了不同配比的S A/P407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度㊂图2为S A/P407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度随海藻酸钠/泊洛沙姆质量比的变化关系㊂浓度为6%的泊洛沙姆样品未出现溶胶-凝胶转变,在浓度为6%的泊洛沙姆溶液中加入一定质量比的海藻酸钠,S A/P407复合水凝胶出现溶胶-凝胶转变,溶胶-凝胶转变温度在25.7~43.2ħ之间㊂S A/P407复合水凝胶(0.5ʒ1,0.6ʒ1,0.8ʒ1,1.0ʒ1)的凝胶化温度分别为43.2,36.4,26.6,25.7ħ㊂结果表明,随着海藻酸钠与泊洛沙姆的质量比增加,S A/ P407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度降低㊂海藻酸钠26第48卷 第12期可注射海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的制备及药物缓释研究图2 S A /P 407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变相图F i g .2 S o l -g e l t r a n s i t i o n p h a s e d i a g r a mo f S A /P 407c o m p o s i t eh yd r o ge lm e a s u r e d 加入量的增多,使海藻酸钠与泊洛沙姆之间的氢键相互作用增强,因此S A /P 407复合水凝胶在较低温度下更容易成胶㊂通过控制海藻酸钠的加入量能够使S A /P 407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度控制在25~37ħ之间,有利于其应用在药物缓释领域㊂此外,当温度由体温降至室温时,凝胶状的S A /P 407复合水凝胶会转变为溶胶状态,说明S A /P 407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变行为具有热可逆性㊂泊洛沙姆P 407在浓度为15%~30%时出现溶胶-凝胶转变,然而加入海藻酸钠的泊洛沙姆P 407在浓度为6%时能够形成凝胶,表明海藻酸钠的加入降低了泊洛沙姆的成胶浓度㊂2.2 S A /P 407复合水凝胶的微观形貌图3为不同质量配比的S A /P 407复合水凝胶的微观形态㊂S A /P 407复合水凝胶具有高度孔隙化且孔隙之间相互连通的结构特点,孔径在20~80μm 范围内㊂S A /P 407复合水凝胶的孔径大小随着海藻酸钠/泊洛沙姆质量比的增加逐渐缩小㊂随着海藻酸钠加入量的增多,S A /P 407复合水凝胶的羧基和羟基增多,海藻酸钠与泊洛沙姆之间的氢键相互作用增强,从而使S A /P 407复合水凝胶的交联密度增加,导致了孔径逐渐缩小㊂结果表明,通过控制海藻酸钠/泊洛沙姆的质量比能够实现对孔径的调节㊂S A /P 407复合水凝胶的多孔结构使其在药物缓释载体及组织工程支架等方面具有潜在的应用价值㊂图3 配比为0.5ʒ1(a ),0.6ʒ1(b ),0.8ʒ1(c )和1.0ʒ1(d )的S A /P 407复合水凝胶的SE M 图像F i g .3 S E Mi m a g e s o f S A /P 407co m p o s i t eh y d r o g e l sw i t h r a t i o s o f 0.5ʒ1(a ),0.6ʒ1(b ),0.8ʒ1(c )a n d1.0ʒ1(d )2.3 S A /P 407复合水凝胶的温敏性溶胶-凝胶转变通过流变学研究确定S A /P 407复合水凝胶的黏弹性与温度的关系㊂图4显示了S A /P 407复合水凝胶的G '和G ᵡ随温度的变化曲线㊂如图4所示,不同质量比(0.5ʒ1,0.6ʒ1,0.8ʒ1,1.0ʒ1)的S A /P 407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度分别为43.2,36.4,26.6,25.7ħ㊂在温度低于溶胶-凝胶转变温度时,G '低于G ᵡ,表明S A /P 407复合水凝胶仍处于溶胶状态,没有发生溶胶-凝胶转变㊂随着温度升高,S A /P 407复合水凝胶的G '迅速增加并高于G ᵡ,表明S A /P 407复合水凝胶发生了溶胶-凝胶相变,G '与G ᵡ的交点即为溶胶-凝胶转变温度㊂海藻酸钠的加入增强了分子间相互作用36材料工程2020年12月力,因此,S A/P407复合水凝胶相比于泊洛沙姆水凝胶,能够在更低的浓度下表现出温敏性㊂随着海藻酸钠加入量的增加,S A/P407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度逐渐降低㊂通过控制海藻酸钠的添加量能够控制S A/P407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度,降低泊洛沙姆在体温下的溶胶-凝胶转变浓度㊂与其他温敏水凝胶体系相比,海藻酸钠和泊洛沙姆水凝胶体系不需要加入其他化学添加剂(如交联剂㊁盐等),更加温图4 S A/P407复合水凝胶的温度依赖性流变行为(a)S A/P407-1;(b)S A/P407-2;(c)S A/P407-3;(d)S A/P407-4F i g.4 T e m p e r a t u r e d e p e n d e n t r h e o l o g i c a l b e h a v i o r o f S A/P407c o m p o s i t eh y d r o g e l(a)S A/P407-1;(b)S A/P407-2;(c)S A/P407-3;(d)S A/P407-4和安全,更适合应用在生物医学领域㊂图5为不同质量比(0.5ʒ1,0.6ʒ1,0.8ʒ1,1.0ʒ1)的S A/P407复合水凝胶在37ħ下的时间依赖性流变行为,其凝胶化时间分别为476,426,218s和84s㊂随着海藻酸钠添加量的增加,S A/P407溶液在37ħ下表现出更快的溶胶-凝胶转变㊂随着海藻酸钠的加入,S A/P407复合水凝胶的羧基和羟基增多,S A/P407复合水凝胶的分子间作用力增强,导致其溶胶-凝胶转变速度加快㊂2.4S A/P407复合水凝胶的溶胀性能图6显示了S A/P407复合水凝胶在37ħ下溶胀行为随时间的变化曲线㊂不同质量比(0.5ʒ1,0.6ʒ1,0.8ʒ1,1.0ʒ1)的S A/P407复合水凝胶的最高溶胀率分别为4.8,4.3,4.1,4.0㊂S A/P407复合水凝胶的溶胀率随海藻酸钠添加量的增加而降低㊂由于海藻酸钠的添加量增多,导致极性基团羧基和羟基增多,从而使分子间氢键等相互作用增强,水凝胶交联密度增高㊂结果表明,S A/P407复合水凝胶的交联密度越高,溶胀率越低㊂2.5S A/P407复合水凝胶的体外药物释放S A/P407复合载药凝胶的累积药物释放率随时间的变化情况如图7所示㊂由药物释放曲线可知,在释放初期,S A/P407复合载药凝胶出现吉西他滨快速释放的现象,在10m i n内S A/P407-1,S A/P407-2,S A/P407-3和S A/P407-4水凝胶分别释放了20%,15%,10%和10%的吉西他滨㊂随着时间的延长,S A/P407复合载药凝胶内部的吉西他滨向外扩散释放,吉西他滨的浓度梯度逐渐降低,释放速率逐渐减缓,在24h内S A/P407-1,S A/P407-2,S A/P407-3和S A/P407-4水凝胶分别累积释放了82%,76%,70%和66%的吉西他滨㊂在24h后,吉西他滨的释放速率变得非常缓慢甚至趋近于零,在24~72h内仅释放了12%,13%,10%和8%的吉西他滨㊂在72h后吉西他滨的释放速率趋近于零,表明S A/P407复合水凝胶的吉西他滨释放达到了平衡,此时S A/P407水凝胶的药物释放率分别为94%,89%,80%及74%㊂S A/P407载药凝胶的药物释放是46第48卷 第12期可注射海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶的制备及药物缓释研究图5 S A /P 407复合水凝胶的时间依赖性流变行为(a )S A /P 407-1;(b )S A /P 407-2;(c )S A /P 407-3;(d )S A /P 407-4F i g .5 T i m e d e p e n d e n t r h e o l o g i c a l b e h a v i o r o f S A /P 407co m p o s i t eh y d r o g e l (a )S A /P 407-1;(b )S A /P 407-2;(c )S A /P 407-3;(d )S A /P 407-4图6 S A /P 407复合水凝胶的溶胀性能F i g .6 S w e l l i n gp r o p e r t i e s o f S A /P 407co m p o s i t eh y d r o g e l 由吉西他滨在水凝胶内外的浓度差和渗透压差引起的,浓度差和渗透压差驱使吉西他滨通过水凝胶孔洞中的水向外扩散[24-25]㊂此外,S A /P 407复合水凝胶的交联度也会影响吉西他滨的释放,交联度升高会使S A/P 407复合水凝胶网络变得紧密,阻碍S A /P 407复合水凝胶内分子链段的运动与松弛,从而使S A /P 407复合水凝胶内部溶解吉西他滨的水分子较难向外扩散,限制吉西他滨的释放[26-27],因此S A /P 407载药凝胶的吉西他滨释放率随交联度的增大而降低㊂S A /P 407复合水凝胶的吉西他滨释放时间可达72h ,表明S A /P 407复合水凝胶对吉西他滨具有缓释作用,有望成为一种新图7 S A /P 407复合水凝胶的体外药物释放性能F i g .7 I n v i t r o r e l e a s e p r o f i l e s o f S A /P 407co m p o s i t eh y d r o g e l 型抗癌药物载体㊂3 结论(1)以泊洛沙姆为基体,通过与海藻酸钠混合制备了温敏性S A /P 407复合水凝胶,S A /P 407复合水凝胶具有高度孔隙化且孔隙之间相互连通的结构特点,其孔径大小在20~80μm 范围内㊂(2)S A /P 407复合水凝胶的溶胶-凝胶转变温度能够控制在室温与体温(25~37ħ)之间㊂通过加入海藻酸钠,降低了泊洛沙姆在体温下的成胶浓度(6%),56材料工程2020年12月缩短了S A/P407复合水凝胶的凝胶化时间(84s)㊂(3)S A/P407复合水凝胶的溶胀率随海藻酸钠添加量的增加而逐渐降低㊂(4)S A/P407复合水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达72h㊂基于以上结论, S A/P407复合水凝胶在可注射药物缓释载体方面具有良好的应用前景㊂参考文献[1]薛诗山,武元鹏,刘兰芳,等.基于金属离子交联的自修复聚丙烯酸水凝胶[J].高分子材料科学与工程,2018,34(7):20-24.X U ESS,WU Y P,L I U LF,e t a l.S e l f-h e a l i n gp o l y(a c r y l i ca c i d)h y d r o g e l sb a s 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冷却法海藻酸钠水凝胶
冷却法海藻酸钠水凝胶
冷却法海藻酸钠水凝胶是一种基于海藻酸钠的水溶性高分子材料。
制备过程中，首先将适量的海藻酸钠溶解在适量的水中，形成胶体溶液。
然后，将胶体溶液置于低温环境中，进行冷却。
随着温度的下降，溶液逐渐形成两相结构，胶体颗粒在液相中凝聚形成凝胶网络结构，形成了海藻酸钠水凝胶。
冷却法海藻酸钠水凝胶具有很好的生物相容性和生物可降解性，广泛应用于医学领域。
它可以用作药物缓释系统的载体，控制药物的释放速率和时间，提高药物的疗效和治疗效果。
此外，它还可以用于创伤修复、软骨工程和组织工程等领域。
该水凝胶具有较好的流变学性质，可根据需要调整其力学性能，如刚度、强度和粘度等。
通过调节海藻酸钠的浓度和交联度，可以获得不同性能的凝胶材料，满足不同应用的要求。
总之，冷却法海藻酸钠水凝胶是一种可控释放药物、具有良好生物相容性和可降解性的高分子材料，具有广泛的应用前景。
海藻酸钠水凝胶应用 -回复
海藻酸钠水凝胶应用-回复海藻酸钠水凝胶（Sodium Alginate Hydrogel）是一种高分子化合物，具有出色的吸水性能和生物相容性。
因此，它在许多领域都有广泛的应用。
本文将一步一步回答关于海藻酸钠水凝胶应用的问题。
第一步：什么是海藻酸钠水凝胶？海藻酸钠水凝胶是一种由天然海藻提取的高分子化合物制成的水凝胶。
它的主要成分是海藻酸钠，是一种天然的多糖类化合物。
第二步：海藻酸钠水凝胶的制备过程是怎样的？海藻酸钠水凝胶的制备过程可以分为以下几个步骤：1. 海藻提取：采用适当的方法从海藻中提取出海藻酸钠。
这个过程通常使用水或碱性溶液进行提取。
2. 优化提取液：优化提取液的条件，以得到高质量的海藻酸钠。
3. 凝胶化：将提取得到的海藻酸钠与适当的交联剂混合，使其形成凝胶。
常用的交联剂有钙离子、锌离子等。
第三步：海藻酸钠水凝胶在哪些领域有应用？海藻酸钠水凝胶具有出色的吸水性能和生物相容性，因此在许多领域都有广泛的应用，包括医药、食品、化妆品和纺织品等。
1. 医药领域：海藻酸钠水凝胶可用于制备药物传递系统，例如药物包埋在水凝胶中，通过控制水凝胶的释放速率来实现药物的缓慢释放。
此外，它还可用于创伤敷料和软组织工程。
2. 食品领域：海藻酸钠水凝胶常被用作食品增稠剂和凝胶剂，可以增加食品的黏度和质地。
它还可以用于制作果冻、奶酪和乳酸菌饮料等食品产品。
3. 化妆品领域：海藻酸钠水凝胶可以增加化妆品的粘度，改善其使用体验。
它还可以用于制备面膜、眼膜和护肤霜等化妆品产品。
4. 纺织品领域：海藻酸钠水凝胶可以用于纺织品抗菌和防污功能的改善。
通过将水凝胶涂覆在纺织品上，可以增加纺织品的吸水性和抗菌性能。
第四步：海藻酸钠水凝胶使用的注意事项有哪些？在使用海藻酸钠水凝胶时，我们需要注意以下几个事项：1. 注意存储：海藻酸钠水凝胶应保存在密封容器中，并避免阳光直射和高温环境。
2. 控制用量：使用海藻酸钠水凝胶时需要控制用量，以避免过多使用导致不必要的浪费和成本增加。
两种水凝胶药物载体的应用
两种水凝胶药物载体的应用水凝胶药物载体是一种新型的药物给药系统，它具有良好的生物相容性和吸水性能，能够稳定地载载和释放各种药物。
水凝胶药物载体的研究和应用已经取得了长足的进展，其中常见的有天然水凝胶和合成水凝胶两种类型。
本文将从这两种水凝胶药物载体的制备、特点和应用等方面进行介绍。
一、天然水凝胶药物载体天然水凝胶指的是来源于植物、动物或微生物等自然界的物质，如明胶、海藻酸钠、壳聚糖等。
这些天然水凝胶具有良好的生物相容性和生物可降解性，能够有效地载载和释放各种药物，并且不会对人体或环境造成危害。
1. 制备方法在实际应用中，天然水凝胶药物载体通常是通过将天然水凝胶溶解在适当的溶剂中，然后与药物进行混合或包埋，最后经过凝胶化处理而得到的。
这样制备的天然水凝胶药物载体结构稳定，能够较为稳定地释放药物。
2. 特点天然水凝胶药物载体具有良好的生物相容性和生物可降解性，不会对人体造成不良影响。
而且它们的成本相对较低，制备过程简单，适用于大规模生产。
在传统药物给药系统中得到了广泛应用。
3. 应用领域天然水凝胶药物载体在医学和药物领域有着广泛的应用。
在临床上，明胶可以被用作软骨修复的载体材料，可以帮助药物稳定地输送到受伤部位，加速修复。
海藻酸钠则常用于输送抗肿瘤药物，有效地减少了药物的毒副作用。
而壳聚糖则可以被应用在伤口敷料上，发挥止血和促进愈合的作用。
合成水凝胶是指通过化学方法合成的水凝胶材料，如聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等。
这些合成水凝胶在结构上更加均匀和稳定，其载药效果也更加可控。
合成水凝胶的制备方法一般是通过聚合或交联反应来实现。
根据具体的需要，可以使用不同的合成方法和交联剂来得到具有不同特性的水凝胶材料。
合成水凝胶药物载体的特点在于其结构均匀，载药效果可控。
这样的优势使得合成水凝胶在药物输送领域得到了广泛的应用。
由于合成水凝胶材料的结构和性能可以进行调控，因此还可以应用于更多领域，并具有更广阔的发展前景。
海藻酸钠水凝胶药物释放
海藻酸钠水凝胶及在药物释放中的应用(武汉大学化学院2013级研究生)摘要：海藻酸钠具有良好的生物相容性，pH值敏感性，可在温和的条件快速的形成水凝胶，水凝胶通常是由亲水性或两亲性高分子链组成的三维网状结构，它能显著的溶胀于水但是不溶解于水，由于水和凝胶网络的亲和性，水可能以键合水、束缚水和自由水等形式存在于高分子网络中而失去流动性，因此纳米凝胶能够保持一定的形状。
它们可以作为一种药物载体，而且也可以通过盐键，氢键或者疏水作用自发的结合一些生物活性分子。
海藻酸钠作为药物载体已被广泛研究。
本文主要对海藻酸钠的结构与性能、水凝胶的制备与应用做简要概述。
关键词：海藻酸钠水凝胶释药0 引言高分子凝胶是由三维网络结构的高分子和溶胀介质构成，网络可以吸收介质而溶胀，介质可以是气体或者液体。
以水为溶胀介质的凝胶称为水凝胶[l]。
一般情况下，水凝胶同时具有固体和液体的性质。
比如，水凝胶具有一定的形状，并可以通过一定的方式改变其形状，具有固体的性质。
又比如，在溶胀的水凝胶中，所含有的水分子具有较大的扩散系数，这和液体的性质相类似[2]。
但是水凝胶所含有的水可以有几种存在状态，如束缚水、自由水等[3]，这又与一般的液体特性不同。
同时，水凝胶还呈现出体积相转变现象，即水凝胶的体积会随着外界的温度、pH值、离子强度、光、电场强度的变化而变化[4]一般将具有这种相变的水凝胶称为智能水凝胶。
由于这些奇特的性质，水凝胶被广泛地应用于卫生、医药、食品、农业、建筑等领域。
近年来，由于智能水凝胶在药物的控制释放、基因传送、组织工程等领域的应用前景诱人，因此，科学工作者对智能水凝胶的研究十分活跃。
水凝胶根据来源不同可以分为合成类水凝胶和天然类水凝胶。
合成类水凝胶常用的单体有丙烯酸及其衍生物、丙烯酞胺及其衍生物等，合成水凝胶具有较好的稳定性，但其生物降解性和生物相容性较差。
如常用的丙烯酞胺类物质及其衍生物生物相容性较差，且不可降解，还可能会对人体产生毒副作用[5]。
海藻酸钠水凝胶氯化钙交联原理
海藻酸钠水凝胶氯化钙交联原理以海藻酸钠水凝胶氯化钙交联原理为标题的文章一、引言海藻酸钠水凝胶是一种生物材料，具有良好的生物相容性和可控的物理性质，因此在生物医学领域有着广泛的应用前景。
而氯化钙是一种常用的交联剂，可以使海藻酸钠水凝胶形成稳定的三维网络结构。
本文将探讨海藻酸钠水凝胶与氯化钙交联的原理及其应用。
二、海藻酸钠水凝胶的特性海藻酸钠是从海藻中提取的一种天然高分子多糖，具有良好的生物相容性和生物可降解性。
海藻酸钠水凝胶的形成是由于海藻酸钠分子中的羧基与水分子之间的氢键作用，形成稳定的水凝胶结构。
海藻酸钠水凝胶具有优异的保水性能和可控的机械性能，可用于药物缓释、组织工程和生物传感等领域。
三、氯化钙的作用机制氯化钙是一种离子交联剂，可以与海藻酸钠中的羧基发生离子交联反应，形成稳定的三维网络结构。
氯化钙离解后释放出Ca2+离子，Ca2+离子与海藻酸钠中的羧基形成牢固的离子键，从而使水凝胶形成交联结构。
氯化钙的浓度和交联时间可以调节海藻酸钠水凝胶的交联程度和物理性质。
四、海藻酸钠水凝胶氯化钙交联的应用1. 药物缓释系统：海藻酸钠水凝胶具有很强的保水性能，可以稳定地包裹药物，延缓药物的释放速度。
通过调节氯化钙的浓度和交联时间，可以控制水凝胶的交联程度和药物释放速度，实现药物缓释。
2. 组织工程：海藻酸钠水凝胶具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以作为组织工程支架材料。
通过氯化钙交联，可以使水凝胶形成稳定的三维网络结构，为细胞的生长和组织的修复提供支撑。
3. 生物传感器：海藻酸钠水凝胶具有优异的保水性能和可控的物理性质，可以用于制备生物传感器。
通过氯化钙交联，可以增强水凝胶的稳定性和灵敏度，提高生物传感器的检测性能。
五、结论海藻酸钠水凝胶与氯化钙的交联原理是通过离子交联反应形成稳定的三维网络结构。
海藻酸钠水凝胶具有优异的生物相容性和可控的物理性质，氯化钙可以调节水凝胶的交联程度和物理性能。
海藻酸钠水凝胶氯化钙交联在药物缓释、组织工程和生物传感等领域具有广泛的应用前景。
海藻酸钠水凝胶氯化钙交联原理
海藻酸钠水凝胶氯化钙交联原理海藻酸钠水凝胶（Sodium Alginate Hydrogel）是一种基于海藻酸钠的水凝胶材料，广泛应用于医学、食品、农业等领域。
而氯化钙（Calcium Chloride）则是一种常用的交联剂，可以与海藻酸钠发生交联反应。
本文将探讨海藻酸钠水凝胶与氯化钙之间的交联原理及其应用。
我们来了解一下海藻酸钠水凝胶的制备过程。
海藻酸钠是从海藻中提取得到的一种天然高分子多糖，其分子结构中含有大量的羧酸基。
在水中，海藻酸钠会形成胶体溶液，具有较高的黏度和流变特性。
为了使海藻酸钠水溶液形成凝胶，需要添加交联剂，而氯化钙便是其中常用的一种。
当海藻酸钠水溶液中加入氯化钙时，两者之间会发生离子交换反应。
具体来说，氯化钙中的钙离子会与海藻酸钠中的钠离子发生交换，形成钙离子与海藻酸钠分子之间的交联键。
这些交联键将海藻酸钠分子连接在一起，形成三维网状结构，从而使溶液转变为凝胶状态。
这种交联反应是一个快速且可逆的过程。
当海藻酸钠水凝胶与氯化钙溶液接触时，交联反应迅速进行，形成凝胶。
而当凝胶与含有钠离子的溶液接触时，交联反应会逆转，凝胶会重新溶解为溶液。
海藻酸钠水凝胶氯化钙交联原理的应用非常广泛。
在医学领域，海藻酸钠水凝胶被用作药物缓释系统的载体，可以通过调节交联程度和凝胶结构来控制药物的释放速率和时间。
在食品工业中，海藻酸钠水凝胶被用作凝胶剂、稳定剂和增稠剂，可以增加食品的质感和口感。
在农业领域，海藻酸钠水凝胶可以用于土壤固结、植物营养释放等方面。
总结一下，海藻酸钠水凝胶氯化钙交联原理是通过海藻酸钠分子中的羧酸基与氯化钙中的钙离子发生交联反应，形成三维网状结构的凝胶。
这种交联反应具有快速可逆的特点，使得海藻酸钠水凝胶在医学、食品、农业等领域得到广泛应用。
通过控制交联程度和凝胶结构，可以调节凝胶的性质和功能，满足不同领域的需求。
海藻酸钠水凝胶氯化钙交联原理的研究和应用将为相关领域的发展提供更多可能性。
海藻酸钠水凝胶氯化钙交联原理
海藻酸钠水凝胶氯化钙交联原理海藻酸钠水凝胶是一种高分子材料，其具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此在生物医学领域得到广泛应用。
而氯化钙是一种常用的交联剂，可以有效地将海藻酸钠水凝胶进行交联，增强其物理性能和稳定性。
本文将从海藻酸钠水凝胶和氯化钙交联原理的角度进行阐述，以期对相关领域的研究者和读者有所启发。
一、海藻酸钠水凝胶的特性海藻酸钠是从海藻中提取的一种多糖类化合物，具有良好的生物相容性和生物可降解性。
它可以在水中形成均匀透明的胶体溶液，并在一定温度下形成稳定的凝胶。
海藻酸钠的凝胶性质主要是由于它分子链间的静电排斥力和分子链内的氢键作用所导致的。
因此，海藻酸钠水凝胶具有良好的柔韧性和可塑性。
二、氯化钙的作用机理氯化钙是一种离子交联剂，可以与海藻酸钠中的阴离子进行交联反应。
在交联过程中，氯化钙中的钙离子与海藻酸钠中的羧基发生离子键的形成，从而使海藻酸钠分子链之间发生交联。
交联后的海藻酸钠水凝胶形成了三维网状结构，增加了凝胶的机械强度和稳定性。
此外，氯化钙还可以通过与海藻酸钠分子链中的羧基形成钙盐的方式来增加凝胶的稳定性。
三、海藻酸钠水凝胶氯化钙交联的应用海藻酸钠水凝胶氯化钙交联后，具有较好的生物相容性和生物可降解性，适合用于组织工程、药物缓释等领域。
在组织工程中，海藻酸钠水凝胶氯化钙交联后可以用作三维支架材料，用于细胞培养和组织修复。
在药物缓释方面，海藻酸钠水凝胶氯化钙交联后可以用作药物缓释载体，实现药物的控制释放。
四、海藻酸钠水凝胶氯化钙交联的优势相比于其他交联方法，海藻酸钠水凝胶氯化钙交联具有以下优势：1. 简单易行：交联过程简单，不需要复杂的设备和条件。
2. 生物相容性好：海藻酸钠水凝胶和氯化钙都是生物相容性较好的材料，对人体无毒副作用。
3. 可控性强：通过调整交联剂的浓度和交联时间，可以控制凝胶的性质和稳定性。
海藻酸钠水凝胶氯化钙交联是一种简单易行、生物相容性好、可控性强的方法，可用于组织工程和药物缓释等领域。
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海藻酸钠水凝胶及在药物释放中的应用(武汉大学化学院2013级研究生)摘要：海藻酸钠具有良好的生物相容性，pH值敏感性，可在温和的条件快速的形成水凝胶，水凝胶通常是由亲水性或两亲性高分子链组成的三维网状结构，它能显著的溶胀于水但是不溶解于水，由于水和凝胶网络的亲和性，水可能以键合水、束缚水和自由水等形式存在于高分子网络中而失去流动性，因此纳米凝胶能够保持一定的形状。
它们可以作为一种药物载体，而且也可以通过盐键，氢键或者疏水作用自发的结合一些生物活性分子。
海藻酸钠作为药物载体已被广泛研究。
本文主要对海藻酸钠的结构与性能、水凝胶的制备与应用做简要概述。
关键词：海藻酸钠水凝胶释药0 引言高分子凝胶是由三维网络结构的高分子和溶胀介质构成，网络可以吸收介质而溶胀，介质可以是气体或者液体。
以水为溶胀介质的凝胶称为水凝胶[l]。
一般情况下，水凝胶同时具有固体和液体的性质。
比如，水凝胶具有一定的形状，并可以通过一定的方式改变其形状，具有固体的性质。
又比如，在溶胀的水凝胶中，所含有的水分子具有较大的扩散系数，这和液体的性质相类似[2]。
但是水凝胶所含有的水可以有几种存在状态，如束缚水、自由水等[3]，这又与一般的液体特性不同。
同时，水凝胶还呈现出体积相转变现象，即水凝胶的体积会随着外界的温度、pH值、离子强度、光、电场强度的变化而变化[4]一般将具有这种相变的水凝胶称为智能水凝胶。
由于这些奇特的性质，水凝胶被广泛地应用于卫生、医药、食品、农业、建筑等领域。
近年来，由于智能水凝胶在药物的控制释放、基因传送、组织工程等领域的应用前景诱人，因此，科学工作者对智能水凝胶的研究十分活跃。
水凝胶根据来源不同可以分为合成类水凝胶和天然类水凝胶。
合成类水凝胶常用的单体有丙烯酸及其衍生物、丙烯酞胺及其衍生物等，合成水凝胶具有较好的稳定性，但其生物降解性和生物相容性较差。
如常用的丙烯酞胺类物质及其衍生物生物相容性较差，且不可降解，还可能会对人体产生毒副作用[5]。
这在一定程度上限制了合成类水凝胶在药物控制释放中的应用。
天然类水凝胶的原料主要包括壳聚糖、海藻酸钠、纤维素、淀粉等。
由于这些天然多糖具有较好的生物相容性和生物降解性，同时价廉易得，因此，天然类水凝胶在药物控制释放领域更具有优势。
本文主要介绍海藻酸钠的性质、由海藻酸钠制备水凝胶及其在药物缓控释方面的应用。
1海藻酸钠的结构与性质1.1海藻酸钠的来源海藻酸钠（Sodium alginate，NaAlg）又称褐藻酸钠，是由褐藻中提取而来的天然多糖，存在于褐藻的细胞壁中。
全世界藻类约有30000余种，总产量400万吨以上，其中褐藻约占2/3，我国海藻酸钠工业生产的主要原料为海带和野生马尾藻。
1.2海藻酸钠的结构海藻酸胶是海藻细胞壁和细胞间质的主要成分，海藻酸胶分子是由β-D-1,4-甘露糖醛酸和α-L-1,4-古罗糖醛酸两种单体组成的嵌段线性聚合物。
在一个分子中，可能只含有其中一种糖醛酸构成的连续链段，也可能由两种糖醛酸链节构成嵌段共聚物[1-5]。
两种糖醛酸在分子中的比例变化，以及其所在的位置不同，都会直接导致海藻酸的性质差异，如粘性、胶凝性、离子选择性等。
海藻酸的化学结构见图：（a）M段(b)G段(c)MG交替段图1 海藻酸钠分子链的化学组成结构1.3海藻酸钠的性质海藻酸钠的水溶液具有较高的粘度，已被用作食品的增稠剂、稳定剂、乳化剂等。
海藻酸钠是无毒食品，早在1938年就己收入美国药典。
据报道，海藻酸钠经口服后并未产生免疫性反应，而且无毒，可生物降解。
然而海藻酸钠注射剂和植入剂的生物相容性仍存在争议。
文献报道[6]，大部分的商用海藻酸钠作为药物载体经静脉注射后会引发炎症反应，但用电泳技术纯化后，在啮齿动物体内植入3周也不会引发炎症。
此外，有些报道称在海藻酸钠植入物周围极少或者不会发生免疫性反应。
粘性药物释放系统是通过增加药物在病灶部位的停留时间来提高药物吸收利用率的。
研究表明:具有一定电荷密度的聚合物可以作为粘附性载体来使用[7]。
电荷密度越大，其粘附性越好。
聚阴离子型聚合物的生物粘附性要优于聚阳离子型和非离子型聚合物。
海藻酸钠由于含有大量的—COO—，在水溶液中可表现出聚阴离子行为，具有一定的粘附剂，可作为用于治疗粘膜组织的药物载体。
海藻酸钠的pH值敏感性源于海藻酸钠中的一COO一基团，在酸性条件下，一COO一转变成一COOH，电离度大大降低，海藻酸钠的亲水性降低;pH值增加时，一COOH基团会不断地解离，海藻酸钠的亲水性增加。
海藻酸钠小球在低pH值的环境中对其包裹的药物的释放量显著减少，这对于口服给药是相当有利的。
在胃液中，海藻酸钠会发生收缩形成致密不溶解的膜，其包裹的药物不会释放出来;当到达高pH值的肠道时，海藻酸钠膜会溶解，释放出所包裹的药物。
然而，对于蛋白质药物，海藻酸钠的这种pH值依赖性显示出一定的缺陷。
在肠道中，海藻酸钠会迅速崩解，释放出的蛋白质药物随后会被肠道中的蛋白水解酶水解掉。
因此，要对海藻酸钠进行改性，以减少蛋白水解酶对药物的破坏。
海藻酸钠可以在极其温和的条件下形成凝胶，当有二价阳离子(如Ca2+、Sr2+等)存在时，G单元上的Na+与二价阳离子发生离子交换反应，G单元堆积形成交联网络结构，从而形成水凝胶。
由于海藻酸钠形成凝胶的条件温和，可以避免敏感性药物、蛋白质、细胞和酶等活性物质的失活。
2海藻酸钠水凝胶的制备2.1物理交联物理交联的水凝胶是指通过缠结点、微晶区、氢键等物理结合的方式形成的，由于未使用有毒的化学交联剂，因此，物理交联的水凝胶在生物材料方面具有一定的应用前景。
图2给出了可通过物理作用形成海藻酸钠水凝胶的常见方式。
图2 物理交联海藻酸钠水凝胶[9]海藻酸钠的分子中含有一COO一基团，当向海藻酸钠的水溶液中添加二价阳离子时，G单元中的Na+会与这些二价阳离子发生交换，使海藻酸钠溶液向凝胶转变。
海藻酸钠与多价阳离子结合的能力遵循以下次序:Pb2+>Cu2+>Ba2+> Sr2+> Ca2+[9]。
虽然Pb2+和Cu2+的鳌合能力比Ca2+强，但是Pb2+和Cu2+具有一定的生物毒性，因此，当海藻酸钠水凝胶作为药物的释放载体时常选用Ca2+作为交联剂。
用Ca2+交联制备海藻酸钠水凝胶常见的方法有三种:直接滴加法、反滴法和原位释放法。
直接滴加法是把海藻酸钠的水溶液滴加到含有Ca2+的水溶液中，钙离子由外向内渗透，凝胶粒子的外层交联密度较大。
反滴法是将含有Ca2+的水溶液滴加到海藻酸钠的水溶液中，钙离子由内向外渗透，凝胶粒子的内层交联密度较大。
虽然直接滴加法和反滴法较为简单，但是制备的凝胶粒子的交联密度不均匀。
原位释放法一般采用碳酸钙(CaCO3)或硫酸钙(CaSO4)与葡萄糖酸内酷(GDL)复合体系作作为钙离子源制备水凝胶。
在GDL溶解的过程中会缓慢地释放出H+，H+可以分解CaCO3释放出钙离子，形成均匀的凝胶。
CaCO3/GDL制备海藻酸钠水凝胶的示意图如图3所示。
图3 CaCO3/GDL制备海藻酸钠水凝胶示意图[10] 海藻酸钠的亲水性较强，对亲水性药物的负载率较高，但钙离子交联的凝胶粒子的表面的孔洞较大，药物的“突释”现象严重，并且对疏水性药物的负载率较低。
这些不利因素在一定程度上限制了海藻酸钠在药物缓释方面的进一步应用。
在制备凝胶粒子的过程中引入一些其它物质，可以改善海藻酸钙凝胶粒子的性能。
引入水不溶性物质，如液体石蜡、羟基磷灰石口和镁铝硅酸盐等可以提高疏水性药物的载药量，延缓药物的释放。
若引入水溶性物质，如黄原胶、透明质酸钠和卡拉胶等，由于这些聚合物和海藻酸钠之间存在一定的“协同效应”，引入这些聚合物既可以提高凝胶粒子的机械强度，又可以避免“突释”现象的发生，延长药物的释放时间。
聚电解质复合物(PEC)是由带相反电荷的聚电解质在水介质中通过静电作用而形成的，PEC的形成过程是递增的过程。
聚阴离子和聚阳离子形成聚电解质复合物的主要驱动力是静电作用，同时也有可能存在一些其它作用，如氢键、库仑力、范德华力等。
海藻酸钠是一种聚阴离子电解质，可以与聚阳离子电解质通过静电作用形成PEC，此过程不需要催化剂，可以避免将一些有毒物质引入人体。
另外，海藻酸钠与聚阳离子电解质形成PEC的过程是可逆的。
PEC的形成受海藻酸钠与聚阳离子的摩尔比、多糖的分子量以及溶液的pH值、离子强度等多种因素的影响，通过改变这些因素可以得到不同性能的PEC微囊或微粒。
PEC可以增强海藻酸钙凝胶微球/微囊的强度，抑制微球/微囊的崩解，提高药物的缓释性能。
众所周知，突然降低海藻酸钠水溶液的pH值可以得到海藻酸，当缓慢或者可控地释放出氢质子时可以得到海藻酸凝胶。
GDL溶于水后可以缓慢地释放出H+，海藻酸钠在GDL存在的情况下可以得到均匀的海藻酸凝胶。
当海藻酸钠的水溶液中含有其它的聚阴离子时，聚阴离子和海藻酸钠之间的静电排斥作用会减缓凝胶的形成[12]。
Gao等[13]人研究了海藻酸钠和羧甲基魔芋葡聚糖两种聚阴离子混合体系在GDL存在下的凝胶动力学和流变学性质。
体系中羧甲基魔芋葡聚糖的含量越多，或者羧甲基魔芋葡聚糖的取代度越大，混合溶液形成凝胶的速度越慢。
2.2化学交联化学交联水凝胶是指聚合物之间以化学键的形式连接而成三维网络结构。
海藻酸钠的糖醛酸单元含有轻基和梭基，这些基团可以与小分子交联剂或其它聚合物的活性官能团发生反应，以此来制备化学交联的海藻酸钠水凝胶。
常见的制备化学交联海藻酸钠水凝胶的方法如图4所示。
图4 化学交联制备海藻酸钠水凝胶的示意图海藻酸钠的糖醛酸单元含有两个羟基，可以与戊二醛、环氧氯丙烷、硼砂等小分子交联剂发生反应。
但这些交联剂均具有生物毒性，在水凝胶使用前应完全除去。
海藻酸钠与戊二醛在HCI的催化作用下发生缩醛反应，可制得交联的凝胶网络。
与钙离子交联的海藻酸钠凝胶粒子相比，戊二醛交联的海藻酸钠水凝胶对药物的“突释”现象有所改善，但还不是很理想，而且药物的负载率低。
为解决这一问题，可向凝胶网络中引入亲水性的非离子型聚合物，如瓜尔胶(GG)。
GG中含有伯轻基和仲轻基，可被戊二醛交联。
在海藻酸钠和瓜尔胶的体系中，同时存在SA一SA、GG一GG和SA 一GG三种交联结构，海藻酸钠/瓜尔胶水凝胶对蛋白质的负载率有很大程度的提高，而且缓释性更好[14]。
海藻酸钠溶于水后，其分子结构中的梭基以一COO一反应活性较低。
一般情况下，先用EDC/NSH 将羧基活化，再与带有伯胺的分子发生缩合反应，如乙二胺、蛋白质等均可交联海藻酸钠的梭基。
Tada等人[15]将人血清白蛋白(HAS) 作为交联剂制备了海藻酸钠水凝胶(HAS-AL)。
由于HAS和海藻酸钠均具有生物相容性和生物可降解性，HAS-AL水凝胶可作为药物载体，并且对带有正电荷的二丁卡因(局部麻醉药)具有较大的负载量。