含超支化结构水凝胶及控释特性研究

药物控释及组织工程用生物材料一般均涉及到传质问题。超支化聚合物具有纳米尺寸，其内部存在体积更小的空腔。如果将超支化聚合物引入到水凝胶的基质中,一个超支化微环境类似一个 "岛屿"。若干"岛屿"微环境可以作为客体分子的储存器，也可能作为客体分子的运动空间，这提供了客体分子多种运行途径，因此极有可能赋予客体分子在凝胶基质中特殊的物质运输机制,并使其具有独特的控释特性。因此，在本项研究中我们将基于超支化聚合物与环境响应性聚合物，设计并合成出系列含超支化结构"岛屿"的环境响应性水凝胶。从结构与性能关系的角度优化水凝胶的合成条件，并表征其结构与性能。选择生物活性物质作为客体分子，研究在不同状态下含超支化结构水凝胶的控释特性，描述这些行为对超支化"岛屿"微环境和外部环境的依赖性及机理。通过上述研究，为这类水凝胶的结构与性能关系提供基础性的理解，为其在生物材料领域中应用奠定基础。

药物控释及组织工程用生物材料一般均涉及到传质问题。超支化聚合物具有纳米尺寸，其内部存在体积更小的空腔，小空腔可以包载客体分子，将超支化聚合物结构单元引入到大分子基质中可以获得用于包载与释放客体分子的载体材料。因此，本项目基于超支化聚合物的结构与环境响应性聚合物的特性，设计并合成出了几类含支化微环境结构的新型功能大分子，探索并优化了相关的合成条件。用SEC/MALLS、GPC、NMR、IR、TEM、DSC、DLS及荧光光谱仪等测试手段对产物大分子进行了表征，并研究了其环境响应特性。选择药物等分子作为客体，研究了产物大分子的包载、运输、分子识别、自组装及控制释放等特性，阐述了其结构与性能关系。项目的主要成果有：.(1) 从引发剂型单体开始经三步ATRP反应合成出了一种新型核壳两亲性单分子纳米粒子，其核由多个超支化聚丙烯酸酯单元组成，其壳为温敏性聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAm）。该纳米粒子能较好地包载与控释药物分子硝苯地平。.(2) 用两步ATRP反应合成出了含超支化聚对氯甲基苯乙烯(PVBC) 微环境的pH响应性聚（4-乙烯基吡啶）水凝胶聚。超支化聚合物微环境的引入减缓了呋氟脲嘧啶(Ftorafur)从水凝胶中的释放速率。.(3) 用“先核法”与“先臂法”合成出了几类含同时具有PNIPAm的温敏性与β-环糊精（β-CD）的超分子包合性能的星形聚合物。当温度高于LCST时，星形聚合物在水溶液中可以自组装形成纳米尺寸的凝胶聚集体，其自组装行为具有分子识别特性。