基于三硫酯制备刺激响应的高分子凝胶及其结构性能研究

本项目旨在利用RAFT聚合设计合成多刺激响应的高分子凝胶，最终制备出温度/pH敏感的、二硫键交联并能用于靶向肿瘤细胞给药系统的聚合物纳米凝胶。通过温度/pH敏感性与二硫键交联实现给药系统的智能控释性、高稳定性以及对癌细胞的识别功能性，达到提高抗癌药物的定点、分步与可控释放的目的。由RAFT交联聚合反应合成带三硫酯基的温度/pH敏感的聚合物凝胶；改变温度/pH敏感单体在共聚物中的含量、位置，三硫酯基的分布等，调控聚合物凝胶的分子结构；研究其刺激响应灵敏性与结构之间的关系。利用三硫酯基氨解得到带巯基的线形/支化可溶聚合物，通过其在溶液中自组装后巯基氧化制备温度/pH敏感、二硫键交联的纳米凝胶。研究纳米凝胶的结构及其在不同温度、pH、还原剂浓度条件下的响应性。探索刺激响应纳米凝胶对药物的包覆与分步可控释放。为设计和制备能广泛应用于生物医药等领域新型"智能"聚合物凝胶材料提供新思路和新方法。

水凝胶因其独特的结构与性能而广泛应用于许多领域。本项目的主要研究内容包括：（1）带三硫酯基、温度/pH敏感的聚合物凝胶的设计、合成及表征；（2）带三硫酯基凝胶的氨解，所得线形/支化可溶聚合物的分子结构表征及其溶液自组装研究；（3）二硫键交联的温度/pH敏感聚合物纳米凝胶的制备、表征与性能研究；（4）以染料等为模型化合物，研究温度/pH敏感的、二硫键交联的聚合物纳米凝胶对药物的包覆与可控释放。.项目研究主要围绕“智能”聚合物凝胶材料合成以及其结构与性能关系的科学问题开展研究工作，主要按计划完成了以下研究工作：.设计、合成了三种两端带双键的三硫酯（TC），使用1H NMR、13C NMR、FTIR表征了产物的结构，并研究了这三种TC对常见单体聚合的调控作用。以TC作为交联剂制备得到了宏观带三硫酯基的PMMA凝胶，研究了凝胶在微波作用下的自愈合行为，基于RAFT聚合机理中的可逆平衡提出了微波愈合的机理。研究了温度和pH双重敏感的智能水凝胶的RAFT合成，针对通过RAFT聚合方法合成得到的温度/pH敏感聚合物宏观凝胶的机械强度较差的问题，尝试在凝胶中引入SiO2、Fe3O4等纳米粒子通过RAFT聚合方法合成了Fe3O4/GO-POEGMA、PNIPAM/SiO2复合水凝胶，提高了凝胶的机械强度，制备得到可望用于生物医药领域的复合纳米凝胶，通过改变温度和氧化还原条件，研究了所得微凝胶的凝胶-溶胶转化过程，最终制备温度/pH敏感、二硫键交联的聚合物纳米凝胶，初步研究了聚合物凝胶对药物的包覆与可控释放。.此外，围绕课题研究还进行了，双水相RAFT聚合、疏水缔合水凝胶及疏水缔合复合水凝胶的合成、疏水缔合复合水凝胶对染料的吸附、树莓状复合粒子的RAFT制备、两亲性支化大分子RAFT试剂调控的乳液聚合等的研究探索。.通过项目研究合成了具有自愈合、温度/pH敏感等性能的聚合物纳米复合凝胶，初步研究了聚合物凝胶对染料的吸附、对药物的包覆与可控释放。为凝胶合成提供了新的方法与思路，具有重要的研究意义和潜在的实际应用前景。