先进高分子材料

先进高分子材料

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高分子导向制剂

高分子靶向药物中高分子磁性纳米复合材料是一种新型材料,因其兼具高分子材料磁性材料和纳米材料的性能,在细胞分离和肿瘤靶向治疗等生物、医学领域具有非常广泛的应用前景尤其是在肿瘤治疗方面,肿瘤治疗可分为化学药物疗法、放疗、手术切除以及热疗。

通过研究出一种磁含量高、磁球粒径小、分散性高的磁性纳米温敏聚合物，将其应用于药物缓释的靶向载体。这里就涉及到药物的释放定位和速度问题，即可控性。N一烷基丙烯酞胺类凝胶吸水溶胀后对温度具有敏感性，属温敏性凝胶。将这种温敏高分子通过一定方法接到磁性纳米球表面，通过改变外加磁场的强度，产生“磁至热”现象，即通过滞后效应将磁能转化为热能，使其能够发生高分子凝胶特有的溶胀一收缩过程。交联聚合物在溶液中的溶胀过程实际上是其分子结构中的三维网络发生溶胀和退涨这两种相反行为达到平衡的过程。在此过程中溶剂通过一定作用渗透到交联网络的内部，使凝胶的体积发生膨胀，致使聚合物三维网络结构伸展。而聚合物内部各交联点之间分子链的伸展会降低聚合物构象嫡值，分子网络内出现弹性收缩力，这种收缩力力图使凝胶的体积缩小。一旦这两种相反的作用力达到互相抵消时，即可达到溶胀平衡。运用此原理通过高分子凝胶的体积

变化，使凝胶内部产生内应力，通过内应力的挤压可以有效的将负载在高分子网络内部的靶向药物释放出来。

1.磁性Fe3O4纳米粒子的制备方法

化学共沉淀法的实验原理如下:

采用化学共沉淀法制备Fe304磁流体。采用化学共沉淀法制备Fe304纳米粒子，并用油酸对其进行表面改性，将得到的油基Fe304纳米粒子溶解于正辛烷中，即磁流体。通过观察发现，溶解在溶剂中的Fe304纳米粒子分散性很好，且长时间放置后，仍未出现二次团聚现象。

1.2磁性纳米高分子微球的结构

A.核一壳结构:内核为无机磁性颗粒,外壳是聚合物,无机磁性粒子完全被聚合物包埋。

B.反核一壳结构:内核为聚合物,外壳是无机磁性颗粒,无机磁性颗粒通过络合或静电作用等其他方式沉积在聚合物微球表面,形成一层无机磁性壳层。

C.壳一核一壳结构:内外两层均为聚合物,中间夹了一层无机磁性颗粒,此类复合微球往往是在第二类复合微球的表面再包裹一层聚合物而制得的。

D.弥散结构:无机磁性纳米颗粒均匀的遍布于整个聚合物微球中"磁性纳米复合球的应用的前提的其表面的生物相容性好,即要求其表面能够带有不同生物活性基团,因此目前国内外被广泛研究的主要还是是核壳式和弥散式结这两种结构的复合微球。

2.磁性纳米高分子微球的制备方法

采用混合乳液法制备Fe304/PS磁性微球。混合乳液法是在一步细乳液法的基础上对聚合单体进行不一样的处理，其余反应步骤基本一致的方法。用此法制备出的磁性纳米球的粒径有所减小，大约在60nm以内(一步细乳液法制备出的粒子粒径大约在70nm以上)，分散性也有相对提高。

3.混合乳液法制备高磁含量的聚苯乙烯纳米微球

实验流程图：

采用两步无皂乳液聚合法制备Fe304用SfPNIPAM磁性纳米复合微球。在以往对Fe3O4/PS/PNIPAM聚合技术较成熟的基础上引进温敏单体(如N一异丙基丙烯酞胺!N一异丙基甲基丙烯酞胺等),制备出一种临界溶解温(LCST)大于人体温度(37℃)的热(温)敏磁性纳米高分子复合微球,并对其粒径!颗粒分散性!磁含量及

饱和磁化强度进行表征。

4.两步无皂乳液法制备Fe3O尸(NIPAM一co一St)磁性纳米微球

采用无皂乳液聚合法制备Fe3O4/PNIPAM磁性纳米球。由于PS 在生物体内超过一定浓度时会对人体产生毒副作用,后期在实际操作过程中尝试去除PS聚合物,降低靶向药物载体在生物体产生的毒副作用,研究磁性纳米温敏复合材料的制备工艺及制备原理。

5.磁性纳米高分子微球的应用

5.1在肿瘤治疗方面的应用

传统治疗肿瘤的方法就是采用化学药物疗法、热疗法和放射线疗法，但这些方法在杀死肿瘤细胞的同时也把正常细胞损坏了。而肿瘤靶向治疗可以有效避免这些缺陷。磁靶向医药载药系统是一种新型靶向给药系统，是目前肿瘤靶向治疗的研究重点。国内外对于磁性纳米微球的应用作了广泛的研究。如冯彦林等研究了抗肝癌188Re免疫磁性纳米颗粒在生物体内的分布情况、肝靶向性急抑瘤作用，结果显示该纳米颗粒具有良好的磁响应性、免疫活性和良好的靶向性。此外李贵平等发现188Re-Herceptin(赫赛汀，一种治疗乳腺癌的药物)磁性纳米粒子可有效的抑制体外培养的癌细胞增殖。德国的A. S. Lubbe等在1994年就率先将磁靶向医药治疗应用于临床试验研究中。M. Ma等人对磁性纳米粒子的磁

感应发热进行研究，他们发现纳米Fe304粒子在一定尺寸范围内的磁感应发热量高于其他尺寸的纳米粒子，并通过采用聚乙二醇(PEG)在Fe304纳米粒子表面进行改性，提高肿瘤细胞对Fe30;纳米粒子的摄取能力。何跃明等研究了磁性微球热疗联合顺铂化疗对肝癌细胞的影响及影响机制，并且进行了体外测试。实验发现:磁介热疗可有效抑制肝癌细胞的增殖，对顺铂的抗癌作用也有比较明显的协同作用。

5.2在其他方面的应用

磁性纳米球不仅在生物医学领域应用广泛，在其他方面应用也比较多。如张向阳等采用改进乳液法成功制备出Fe304/PANI磁性导电高分子复合微球，它是一种新型的吸波功能材料，同时具有导电性、磁性和纳米效应。此外A. Denizli等制备出带有乙二胺的磁性聚甲基丙烯酸甲醋复合微球，这些微球置于工业废水中可以有效吸附其中的重金属离子。X. Y.Liu等，在磁流体存在的情况下，共聚苯乙烯和(环氧乙烷)丙烯酞胺，制备出带有两性结构的磁性高分子复合微球，可用作催化剂载体。A. Kondo等在经过油酸改性的Fe304粒子表面聚合温敏单体N-异丙基丙烯酞胺和甲基丙烯酸单体，制备后的复合粒子接入一定量的牛血清蛋白，该复合粒子可用作纯化抗体。