（高分子化学与物理专业论文）光响应和光交联型多糖基水凝胶的研究.pdf

中山大学博士学位论文 光响应和光交联型多糖基水凝胶的研究 摘要 近年来，环境敏感性聚合物水凝胶的设计合成与应用研究十分活跃，尤其以 光敏感性聚合物水凝胶的研究最受人们瞩目。由于光源安全、清洁、易于使用和 控制，与其它环境敏感性聚合物水凝胶相比，光敏感性聚合物水凝胶在化学传感 器、记忆元件开关、药物控释、固定化酶、组织工程等领域具有更广阔的应用前 景。 多糖来源广泛，具有优良的生物相容性、生物可降解性和无毒性，被认为是 一种非常理想的生物医药材料。本论文以天然多糖为基本原料，设计合成了光响 应型聚合物水凝胶及光交联型聚合物水凝胶，对所得水凝胶的溶胀性能、力学性 能、光响应行为以及在药物控释等方面的应用进行了探索研究。 本工作的主要创新包括以下几点：( 1 ) 以葡聚糖为基本原料，合成了具有p h 及光响应的水凝胶，并将其用作药物控释载体，同时利用紫外光照调控药物释放 速率。( 2 ) 合成了偶氮苯改性的两亲性支链淀粉接枝物，利用其在水溶液中的疏 水缔合交联作用得到可对疏水药物进行包埋和光控释放的新型纳米水凝胶。( 3 ) 首次将4 硝基肉桂酸化学偶联到羧甲基壳聚糖大分子链上，在无j b 力n 光引发剂的 条件下，利用肉桂酸基团在3 6 5a m 紫外光照下的光二聚反应，制备光交联型羧 甲基壳聚糖基水凝胶。( 4 ) 首次合成了4 硝基肉桂酸改性的支链淀粉衍生物，在 无外加光引发剂条件下，采用光交联方法对蛋白类生物大分子( 如溶菌酶) 实现了 原位包埋，经原位光包埋后的溶菌酶可有效地保持其二级构象及生物活性。 本论文主要研究内容和结论概括如下： ( 1 ) 光及p h 响应型葡聚糖基水凝胶的研究 以二甲基亚砜为溶剂、偶氮二异丁腈为引发剂，将甲基丙烯酸缩水甘油酯改 性的葡聚糖与偶氮单体4 ( 4 丙烯酰氧基苯基偶氮) 苯甲酸自由基共聚交联，合成 了具有光及p h 响应性的葡聚糖基水凝胶。红外光谱和核磁共振氢谱证实了合成 单体及水凝胶的结构，并通过元素分析确定了凝胶中偶氮苯含量。通过溶胀实验， 发现所得水凝胶的平衡溶胀度随介质p h 值增大以及凝胶中偶氮含量降低而增 大，扫描电镜分析证实偶氮含量高的凝胶具有更致密的网络结构。以维生素b 1 2 为模型药物，研究了载药水凝胶在不同p h 及紫外光照下的药物释放行为。通过 体外药物释放实验，发现随凝胶中偶氮含量增加，药物释放速率及累积释放量均 中山大学博士学位论文 减小；不同偶氮含量的载药凝胶在p h7 4 缓冲溶液中的药物释放速率均高于在 p h2 2 缓冲溶液中的药物释放速率，说明该类水凝胶材料具有p h 响应的药物释 放行为；且在p h7 4 的缓冲溶液中，当用波长为3 6 5n l n 的紫外光照射时，水凝 胶的释药速率以及最终药物释放量均高于未光照的水凝胶，因此可利用紫外光照 调控药物的释放速率。 ( 2 ) 光响应型支链淀粉基纳米水凝胶的研究 合成了含偶氮苯疏水侧链的两亲性支链淀粉接枝物( a m y a z o ) ，利用 a m y a z o 在水溶液中的疏水缔合交联作用，得到光响应型支链淀粉基纳米水凝 胶。通过激光粒度分析和透射电镜测定紫外光照前后a m y a z o 纳米水凝胶的粒 径，发现经3 6 5n i n 的紫外光照射后，a m y - a z o 纳米水凝胶的粒径增大，且其粒 径随a m y - a z o 中偶氮苯基团取代度增大而减小。用芘做荧光探针确定了 a m y a z o 在水溶液中的临界胶束浓度，并利用紫外可见光谱研究了a m y a z o 在 h 2 0 d m s o 溶液中的疏水聚集过程，发现偶氮生色团的反顺异构化程度和异构 化速率均随混合溶液中水含量增加而减小。以吲哚美辛为模型药物，研究了所形 成的纳米水凝胶对药物的负载能力，发现偶氮苯取代度大的a m y a z o 所形成的 纳米水凝胶具有较高的药物负载率和负载效率。体外释放实验表明，随a m y - a z o 中偶氮苯基团取代度增大，载药纳米水凝胶的药物释放速率及累积释放量减小； 当用波长为3 6 5n m 的紫外光照射时，载药纳米水凝胶的释放速率以及最终药物 释放量均高于未光照的纳米水凝胶，因此可通过紫外光照来调控纳米水凝胶的药 物释放速率。 ( 3 ) 光交联型壳聚糖基水凝胶的研究 首先合成了水溶性的羧甲基壳聚糖，再通过4 硝基肉桂酸活化酯与羧甲基壳 聚糖上的氨基反应得到可光交联的羧甲基壳聚糖衍生物( c m c s n c ) ：利用 c m c s n c 中肉桂酸酯基在3 6 5n i n 紫外光照下的光二聚反应，制备光交联型羧 甲基壳聚糖基水凝胶。研究了紫外光照时间和c m c s n c 中肉桂酸酯基取代度 对所得水凝胶溶胀性能、力学性能及生物降解性的影响，发现随光照时间 延长和c m c s - n c 中肉桂酸酯基取代度增大，所得水凝胶的平衡溶胀度和生 物降解速率减小，而力学强度增加。以抗肿瘤药物盐酸阿霉素为模型药物，在 无外加光引发剂的条件下，研究了该类水凝胶对盐酸阿霉素的原位包埋与体外药 物释放行为，结果发现药物释放速率随肉桂酸酯基取代度增大而下降；当在释放 介质中加入4m g m l 溶菌酶时，由于溶菌酶对凝胶骨架的降解作用，水凝胶的 释药速率以及最终累积释药量均明显增加。 中山大学博士学位论文 ( 4 ) 光交联型支链淀粉基水凝胶的研究 基于侧链含4 硝基肉桂酸支链淀粉衍生物( a m y n c ) 的合成，在无外加光 引发剂的条件下制备光交联型支链淀粉基水凝胶。通过紫外可见光谱研究了 a m y n c 中硝基肉桂酸酯基的光二聚反应过程，发现紫外光照1 8 0 0s 后其 交联度为3 8 。研究了紫外光照时间和a m y n c 溶液浓度对所得水凝胶溶 胀性能、力学性能及生物降解性的影响，发现随光照时间延长和a m y n c 溶液浓度增大，所得水凝胶的平衡溶胀度和生物降解速率减小，而力学强度 增加。通过流变数据和分形模型，发现该水凝胶体系具有分形特征，凝胶形成 的驱动力是分子间和分子内两种作用力等同贡献，属于过渡型凝胶。以溶菌酶为 蛋白类生物大分子模型药物，在无外加光引发剂的条件下，研究了该类光交联水 凝胶对溶菌酶的原位包埋与控制释放。通过体外药物释放实验，发现该类水凝胶 对溶菌酶均有一定的缓释效果，且随光照时间延长及a m y n c 溶液浓度增大， 溶茵酶的释放速率与最终累积释放量均减小。通过p e p p a s 方程对释放曲线进行 线性拟合，其甩值均在0 4 5 左右，说明溶菌酶的释放机制属于f i c k i a n 扩散。通 过圆二色谱法研究了释放液中溶菌酶的二级构象，发现经原位光包埋后的溶菌酶 可有效地保持其二级构象。通过微球菌的溶菌实验测定溶菌酶的生物活性，发现 药物释放4 8h 后溶液中溶菌酶的相对活性在8 3 以上，说明经原位光包埋后的 溶菌酶仍具有良好的生物活性。 关键词：多糖，光响应，光交联，水凝胶，药物控释载体 i l l 中山大学博士学位论文 s t u d i e ：o np h o t o r e s p o n s i v ea n dp h o t o c r o s s l i n k e d d i e s0 n ic ea n o h o t o c r o s s l i n k e dd n o t o r e s d 0 n s h y d r o g e i sb a s e do np o l y s a c c h a r i d e s a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，e n v i r o n m e n t - s e n s i t i v eh y d r o g e l sh a v eb e e nw i d e l yi n v e s t i g a t e d a m o n gt h e m , l i g h ta sa ne x t e r n a ls t i m u l u st oc o n t r o ls t r u c t u r ea n dv o l u m eo ft h e h y d r o g e l sh a sr e c e i v e di n c r e a s i n ga t t e n t i o n s i n c et h e 堍h ti sr e a d i l ya v a i l a b l e ， i n e x p e n s i v e ，s a f e ，c l e a na n de a s i l ym a n i p u l a t e d ，l i g h t s e n s i t i v eh y d r o g e l sm a yp o s s e s s s p e c i a la d v a n t a g e so v e ro t h e r sa n dh a v eb e e nu s e di nd i v e r s ea p p l i c a t i o n s ，s u c ha s c h e m i c a lv a l v e s ，s h a p em e m o r ys w i t c h e s ，d r u gd e l i v e r y ，i m m o b i l i z a t i o no fe n z y m e s ， a n dt i s s u ee n g i n e e r i n g p o l y s a c c h a r i d e s a r ea n i m p o r t a n t c l a s so fn a t u r a lp o l y m e r sw i t h g o o d b i o c o m p a t i b i l i t y , b i o d e g r a d a b i l i t ya n dl o wt o x i c i t y a sar e s u l t ，t h e ya r ew i d e l yu s e d a sf u n c t i o n a lm a t e r i a l si nm e d i c a la n dp h a r m a c e u t i c a la p p l i c a t i o n s i nt h i sw o r k , p h o t o r e s p o n s i v ea n dp h o t o c r o s s l i n k e dh y d r o g e l sb a s e do np o l y s a c c h a r i d e sh a v eb e e n d e s i g n e da n ds y n t h e s i z e d m o r e o v e r , t h e i rp r o p e r t i e ss u c ha ss w e l l i n g ，m e c h a n i c a l s t r e n g t h , p h o t o r e s p o n s ea n dd r u gr e l e a s ew e r ei n v e s t i g a t e d t h ei n n o v a t i v ep o i n t si nt h i sw o r ka r ea sf o l l o w s ( 1 ) p h o t o a n dp h - r e s p o n s i v e h y d r o g e l sb a s e do na z o b e n z e n e - c o n t a i n i n gd e x t r a nd e r i v a t i v e sw e r ep r e p a r e da sa n e wc a r r i e rf o rc o n t r o l l e dd r u gr e l e a s e t h er e l e a s er a t eo fd r u gc o u l db em o d u l a t e d b y3 6 5n n lu vi r r a d i a t i o n ( 2 ) a z o b e n z e n e m o d i f i e da m p h i p h i l i ca m y l o p e c t i n d e r i v a t i v e sw e r es y n t h e s i z e da n dc o u l ds e l f - a g g r e g a t ei n t ot h en a n o g e l sb yt h e h y d r o p h o b i c a s s o c i a t i o ni n t e r a c t i o n so fi n c o r p o r a t e da z o b e n z 2 n e g r o u p s f o r c o n t r o l l e dd r u gr e l e a s e ( 3 ) an o v e lw a t e r - s o l u b l ec h i t o s a nd e r i v a t i v eh a v i n ga n i t r o c i n n a m a t em o i e t yw a ss y n t h e s i z e da n dc h a r a c t e r i z e d d i f f e r e n t 舶mt h e p h o t o c r o s s l i n k a b l ep o l y s a c c h a r i d ed e r i v a t i v e sr e p o r t e dp r e v i o u s l yi nt h el i t e r a t u r e ， t h i sm o d i f i e dp o l y s a c c h a r i d eh a sa nu n i q u ep h o t o g e l a t i o na b i l i t yi nt h ea b s e n c eo f p o t e n t i a l l yt o x i cp h o t o i n i t i a t o ro rc a t a l y s t ，w h i c hm a k e si tt ob es u i t a b l ep a r t i c u l a r l y f o rt h ep r e p a r a t i o no fp h o t o c r o s s l i n k e dh y d r o g e lb i o m a t e r i a l s ( 4 ) i th a sb e e nf i r s t l y r e v e a l e dt h a tan o v e la m y l o p e c t i nd e r i v a t i v ew i t hn i t r o c i n n a m a t ea sp e n d a n tg r o u p si s s u i t a b l ef o rt h ep h o t o e n c a p s u l a t i o na n dc o n t r o l l e dr e l e a s eo fl y s o z y m ei nt h ea b s e n c e o fp h o t o i n i t i a t o r s t h es e c o n d a i - ys t r u c t u r e so ft h ee n c a p s u l a t e dl y s o z y m ec o u l db e i v 中山大学博士学位论文 m a i n t a i n e da n di t sb i o l o g i c a la c t i v i t i e sw i t hm o r et h a n8 3 c o u l db ek e p t t h em a i nc o n t e n t sa n dc o n c l u s i o n si nt h i sd i s s e r t a t i o na r e 嬲f o l l o w s ： ( 1 ) s t u d i e so np h o t o - a n dp h - r e s p o n s i v eh y d r o g e l sb a s e do nd e x t r a n t h ep h o t o - a n dp h r e s p o n s i v e h y d r o g e l s w e r eo b t a i n e d 丘o mr a d i c a l c o p o l y r m e r i z a t i o n o f m e t h a c r y l a t e d d e x t r a nw i t h 4 - ( 4 - a c r y l o y l o x y ) p h e n y l a z o ) b e n z o i c a c i d i n d i m e t h y l s u l f o x i d ew i t h 2 , 2 - a z o b i s i s o b u t y r o n i t r i l ea sa ni n i t i a t o r t h ef r - i ra n d1 h - n m ra n a l y s e sw e r eu s e d t oc h a r a c t e r i z et h ec h e m i c a ls t r u c t u r eo fm o d i f i e dd e x t r a n , a z o b e n z e n em o n o m e r sa n d t h e i rh y d r o g e l s ，a n de l e m e m a l a n a l y s i sw a su s e dt od e t e r m i n et h ea z o b e n z e n ea m o u n t i nt h eh y d r o g e l s t 1 1 eo b t a i n e dh y d r o g e l ss h o w e dg o o dp h - a n dp h o t o - r e s p o n s i v e p r o p e r t i e sd u et ot h ei o n i z a t i o no fc a r b o x y lg r o u p sa n d t h ec i s - 4 r a n si s o m e r i z a t i o no f a z o b e n z e n e ，r e s p e c t i v e l y b yc h a n g i n gt h ea z o b e n z e n ec o n t e n t ，t h ep r o p e r t i e so f h y d r o g e l sc o u l db em o d u l a t e d t h es w e l l i n gd e g r e eo ft h eh y d r o g e l si n c r e a s e dw i t h t h ed e c r e a s eo fa z o b e n z e n ec o n t e n ta n dt h ei n c r e a s eo fp ho ft h em e d i u m a r e l a t i v e l yh i g ha z o b e n z e n ec o m e mc o u l dm a k et h eh y d r o g e lh a v ead e n s e rn e t w o r k s t r u c t u r e ，a sc o n f i r m e db yt h es c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p yo b s e r v a t i o n i na d d i t i o n , t h ed r u gr e l e a s eb e h a v i o ro fr e s u l t a n th y d r o g e l sw a si n v e s t i g a t e di np h2 2a n d7 4 p h o s p h a t eb u f f e rs o l u t i o n ( p b s ) b e f o r ea n da f t e r3 6 5n n lu vp h o t o i r r a d i a t i o nb y u s i n gv i t a m i nb 1 2a sam o d e ld r u g t h er e s u l ts h o w e dt h a tt h er e l e a s er a t eo ft h e e n c a p s u l a t e dv i t a m i nb 1 2i n c r e a s e dw i t ht h ed e c r e a s eo fa z o b e n z e n ec o m e ma n dt h e i n c r e a s eo fp ho ft h em e d i u m m o r e o v e r , t h er e l e a s er a t eo fv i t a m i nb 1 2h a da l l i n c r e a s ea f t e r3 6 5n n lu vp h o t o i r r a d i a t i o nd u et ot r a n st oc sp h o t o i s o m e r i z a t i o no f a z o b e n z e n eg r o u p si nt h eh y d r o g e l ( 2 ) s t u d i e so np h o t o r e s p o n s i v ep o l y m e r i cn a n o g e l sb a s eo na m y l o p e e t i n a z o b e n z e n e m o d i f i e da m p h i p h i l i ca m y l o p e c t i nd e r i v a t i v e s ( a m y - a z o ) w e r e s y n t h e s i z e da n dc o u l ds e l f - a g g r e g a t ei n t ot h en a n o g e l sb yt h eh y d r o p h o b i ca s s o c i a t i o n i n t e r a c t i o n so fi n c o r p o r a t e da z o b e n z e n eg r o u p s ，a sc o n f i r m e db yf l u o r e s c e n e e m e a s u r e m e m s ，p a r t i c l e s i z e a n a l y s e s a n dt r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o s c o p y o b s e r v a t i o n m e a n w h i l e ，t h ec o n t e mo fi n c o r p o r a t e da z o b e n z e n eg r o u p sa n du v p h o t o i r r a d i a t i o nw e r ef o u n dt oh a v eag r e a ti n f l u e n c eo nt h ep r o p e r t yo fr e s u l t a n t n a n o g e l s ah i g h e ra z o b e n z e n ec o n t e n tr e s u l t e di n t h ed e c r e a s e so ft h ec r i t i c a l a g g r e g a t i o nc o n c e n t r a t i o na n dm e a ns i z eo f t h en a n o g e l s m o r e o v e r ，t h em e a ns i z eo f v 中山大学博士学位论文 t h en a n o g e l sh a da ni n c r e a s ea f t e r3 6 5n l nu vp h o t o i r r a d i a t i o nd u et ot r a mt oc s p h o t o i s o m e r i z a t i o no fi n c o r p o r a t e da z o b e n z e n eg r o u p s f u r t h e r m o r e ，t h et r a n s - 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- c i s ) p h o t o i s o m e r i z a t i o no ft h e a z o b e n z e n em o i e t yp r e s e n ti nt h ec r o s s l i n k e r ( 3 ) s t u d i e so np h o t o c r o s s l i n k e dh y d r o g e l sb a s e do nc h i t o s a n an o v e lw a t e r - s o l u b l ec h i t o s a nd e r i v a t i v eh a v i n gan i t r o c i n n a m a t em o i e t y ( c m c s - n c ) w a ss y n t h e s i z e da n dc h a r a c t e r i z e d t h eu v v i ss p e c t r as h o w e dt h a tt h e g e l a t i o np h e n o m e n o no fa q u e o u sc m c s - n cs o l u t i o nu p o ne x p o s u r et o3 6 5n l n i r r a d i a t i o ni nt h ea b s e n c eo fp h o t o i n i t i a t o rm a yb ec a u s e db yt h ei n t e r m o l e c u l a r c y c l o a d d i t i o nf o r m a t i o n o ft h e i n c o r p o r a t e d n i t r o c i n n a m a t eg r o u p su n d e rt h e p h o t o i r r a d i a t i o n b yc h a n g i n g t h e p h o t o i r r a d i a t i o n t i m ea n d i n c o r p o r a t e d n i t r o c i n n a m a t ec o n t e n t ，i t sp h o t o g e l a t i o np r o p e r t yc o u l db em o d u l a t e d f o rt h e h y d r o g e l si n c o r p o r a t e dw i t hv a r i o u sn i t r o c i n n a m a t ec o n t e n t s ，t h e i rp r o p e r t i e ss u c h a s s w e l l i n g ，v i s c o e l a s t i c i t y , i n - v i t r ob i o d e g r a d a t i o na n dd r u gr e l e a s ew e r ei n v e s t i g a t e d i t w a sf o u n dt h a tar e l a t i v e l yh i g hn i t r o c i r m a m a t ec o n t e n tc o u l dm a k et h e p h o t o c r o s s l i n k e dh y d r o g e lh a v eag r e a t e rm e c h a n i c a ls t r e n g t h , as l o w e rs w e l l i n g d e g r e e ，b i o d e g r a d a t i o na n dd r u gr e l e a s er a t e f u r t h e r m o r e ，w h e nt h ed r u g l o a d i n g c m c s - n c h y d r o g e lw a sp l a c e di np b ss o l u t i o nc o n t a i n i n g4m g m ll y s o z y m e ，b o t h t h er e l e a s e dr a t ea n da m o u n to ft h ed r u gw e r eh i g h e rt h a nt h eh y d r o g e lp l a c e di np b s s o l u t i o nw i t h o u t 1 y s o z y m e ( 4 ) s t u d i e so np h o t o c r o s s f i n k e dh y d r o g e l sb a s e do na m y l o p e c t i n aw a t e r - s o l u b l ea m y l o p e c t i nd e r i v a t i v e ( a m y n c ) w i t hp h o t o r e a c t i v i t yw a s p r e p a r e db yt h ec o n j u g a t i o no fa m y l o p e c t i nw i t h4 - n i t r o c i n n a m a t e u p o n3 6 5n l nu v i r r a d i a t i o n , a m y - n cp b ss o l u t i o nu n d e r w e n ta ni n t e r m o l e c u l a rc r o s s l i n k i n gb y v i 中山大学博士学位论文 m e a n so fp h o t o d i m e r i z a t i o no fc i n n a m o y lg r o u p s ，r e s u l t i n gi nt h eh y d r o g e lf o r m a t i o n t h eu v - v i ss p e c t r as h o w e dt h a tt h ec r o s s l i n k i n gd e g r e eo fc i n n a m o y lg r o u p sw a s 38 a f t e ru vi r r a d i a t i o nf o r18 0 0s b yc h a n g i n gt h ep h o t o i r r a d i a t i o nt i m ea n d a m y - n cc o n c e n t r a t i o n , i t sp h o t o g e l a t i o np r o p e r t i e ss u c ha ss w e l l i n g ，v i s c o e l a s t i c i t y , i n - v i t r ob i o d e g r a d a t i o na n dd r u gr e l e a s ew e r ei n v e s t i g a t e d i nt h ec a s e so fal o n g e r i r r a d i a t i o nt i m ea n dah i g h e ra m y - n cc o n c e n t r a t i o n , t h ep h o t o c r o s s l i n k e dh y d r o g e l s h a v ead e n s e rn e t w o r k s t r u c t u r e ，ag r e a t e r m e c h a n i c a l s t r e n g t h , a s l o w e r b i o d e g r a d a t i o na n dd r u gr e l e a s er a t e b a s e do nr h e o l o g i e a lm e t h o da n dt h es c a l i n g m o d e l , t h ef i a c t a lc h a r a c t e r i s t i c sw e r ec o n f i r m e df o rt h eh y d r o g e ls y s t e m s m o r e o v e r , t h ei n - v i t r od r u gr e l e a s eb e h a v i o ro ft h ep h o t o c r o s s l i n k e dh y d r o g e l si nt h ea b s e n c eo f p h o t o i n i t i a t o rw a si n v e s t i g a t e di np b ss o l u t i o nb yu s i n gl y s o z y m ea sam o d e lp r o t e i n d r u g i tw a sf o u n dt h a tt h e r ew a sas u s t a i n e dr e l e a s eb e h a v i o ri n a l lc a s e s ，a n dt h e r e l e a s em e c h a n i s mw a sc o n f i r m e dt of o l l o wt h ef i c k i a nd i f f u s i o n t l 圮c i r c u l a r d i c h r o i s ms p e c t r o s c o p ys h o w e dt h a tt h e s e c o n d a r y s t r u c t u r eo fe n c a p s u l m e d l y s o z y m ec o u l db em a i n t a i n e d t h eb i o l o g i c a la c t i v i t yo fr e l e a s e dl y s o z y m ec o u l db e k e p tt 0h em o r et h a n8 3 a f t e r4 8h k e y w o r d s ：p o l y s a c c h a r i d e ；p h o t o r e s p o n s i v e ；p h o t o c r o s s l i n k e d ；h y d r o g e l ；d r u g c a r r i e r v 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已 经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 扈袭 日期：p f 口年6 月6 日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的 规定，即：学校有权保留学位论文并向国家主管部门或 其指定机构送交论文的电子版和纸质版，有权将学位论 文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书 馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编入有 关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保 存学位论文。 学位论文储躲扈袭导师硌彳踞硎 日期：伽f 。年6 月6 日日期：2 0 ! 年月6日 知识产权保护声明 我所提交答辩的学位论文，是本人在导师指导下完 成的成果，该成果属于中山大学化学与化学工程学院， 受国家知识产权法保护。在学期间与毕业后以任何形式 公开发表论文或申请专利，均需由导师作为通讯联系人， 未经导师的书面许可，本人不得以任何方式，以任何其 它单位作全部和局部署名公布学位论文成果。本人完全 意识到本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：惩袭 日期：伽f o 年6 月b 日 中山大学博士学位论文 1 1 聚合物水凝胶概述 第1 章绪论 聚合物水凝胶是一种能在水中溶胀并保持大量水分而不溶解的聚合物网络。 自从w i c h t e r l e 和l i m 【l 】在二十世纪五十年代制备了具有三维网络结构的聚合物 水凝胶以来，水凝胶材料在日用品、工业用品、环境工程及食品工程等方面得到 了广泛应用。例如：基于聚丙烯酸盐及丙烯酸盐与海藻酸钠接枝共聚物的水凝胶 可用于婴儿尿布等卫生用品 2 1 ；y i 和z h a n g t 3 】采用腐植酸钠聚丙烯酰胺水凝胶进 行染料脱色；在缺水干旱地区，用水凝胶作为保水剂具有显著的节水效果州；此 外，基于鸡蛋白蛋白、大豆蛋白和乳清蛋白【5 - 7 1 等蛋白类水凝胶可稳定或提高食 品的结构和性能，并能增加食品的营养价值【8 】。 聚合物水凝胶的物理性质与生物体软组织相似，具有吸水溶胀且保持大量水 分、良好的生物相容性和可生物降解性等优点，其在生物医药领域的应用研究引 起了人们极大的兴趣，可用作烧伤涂敷物、药物载体、生物分子和细胞载体、补 齿材料、组织工程支架材料等。例如：b a l a k r i s h n a n 等i 9 , 1 0 报道了一种原位形成 的水凝胶敷料，由明胶与氧化海藻酸盐在加入微量的硼酸溶液的条件下交联而形 成的，这种原位形成的水凝胶敷料能黏附在复杂形状的伤口上，具有良好的顺应 性。l e e 等【1 1 1