环境友好防污抗菌甜菜碱型智能水凝胶的RAFT活性聚合及其性能研究

非特殊蛋白质的吸附和微生物的污染会对生物材料产生不利的影响，在临床医学中急需一些能够有效防止蛋白质的吸附并且具有抗菌作用的医用生物材料。聚羧酸甜菜碱酯由于其带正电荷，能有效杀菌；当甜菜碱酯中的酯基水解后，又可以释放杀死的细菌，因此具有自洁功能；而水解后得到的两性甜菜碱聚合物又可以阻止蛋白质在材料表面的吸附，具有抗污性能。因此聚羧酸甜菜碱酯类聚合物集杀菌、自洁以及防污性能于一身。.本项目将通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合法(RAFT)合成系列结构和分子量可控的羧酸甜菜碱酯类水凝胶，研究其在不同结构下的杀菌及水解情况，从而得到其结构和性能的定量关系；并进一步研究其水解后的抗蛋白吸附性能，从而得到具有抗菌、自洁以及防污性能的智能水凝胶；此外，本项目将通过合成系列RAFT双硫酯类化合物链转移剂，研究RAFT聚合方法，进一步明确各种反应条件包括催化剂、温度、时间等对RAFT聚合反应物性能的影响。

本项目以磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)、羧酸甜菜碱酯（CBMAE）及2-甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为功能单体，以N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）为温敏性单体，采用可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合法分别制备了接枝型聚N-异丙基丙烯酰胺-g-聚磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯（PNIPAM-g-PSBMA ）水凝胶、聚甲基丙烯酸羟乙酯-g-聚磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯（PHEMA-g-PSBMA ）水凝胶及聚N-异丙基丙烯酰胺-g-聚羧酸甜菜碱酯（PNIPAM-g-PCBMAE）水凝胶。并对上述凝胶的结构及性能进行了研究，具体工作如下：. （1）采用傅里叶转变红外光谱仪（FTIR）及扫描电子显微镜（SEM）对PNIPAM-g-PSBMA水凝胶进行表征；同时采用传统自由基聚合法制备出N-异丙基丙烯酰胺-co-聚磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯（PNIPAM-co-PSBMA ）水凝胶，并通过对比研究PNIPAM-g-PSBMA水凝胶和PNIPAM-co-PSBMA 水凝胶的温度收缩响应性及药物缓释性；选用牛血清蛋白（BSA）作为模型蛋白，探究两种凝胶在25及37 °C下的抗蛋白吸附性能。结果表明PNIPAM-g-PSBMA水凝胶可实现长时间的药物持续释放（释放时间长达48h），同时其表面可阻抗蛋白质吸附（吸附量低至3.5 μg/cm2）。. （2）采用FTIR及SEM对PHEMA-g-PSBMA水凝胶系列进行表征；同时在37 °C下探究该系列凝胶的溶胀率、机械强度及药物缓释过程。研究表明该凝胶的机械性能与HEMA/SBMA的配比有关，其机械强度随着HEMA含量增加而变强，且PHEMA-g-PSBMA水凝胶可实现较长时间的药物持续释放。同时还采用BSA作为模型蛋白质，探究PHEMA-g-PSBMA水凝胶在37 °C下的蛋白吸附量，结果发现该凝胶具备良好的抗蛋白质吸附功能。 .（3）采用FTIR对PNIPAM-g-PCBMAE水凝胶系列的组成进行分析；并在37°C下探究该凝胶的抗菌性；选用非离子型的盐酸四环素（TCHC）及阴离子型的水杨酸钠（SA）作为模型药物，在37 °C下研究PNIPAM-g-PCBMAE水凝胶系列的载药率及药物释放动力学。结果表明该凝胶具备优异的抗菌性，而非离子型的TCHC负载量是阴离子型的SA负载量的2倍，非离子型的药物释放量却低于阴离子型的药物释放量；另外PNI