聚(N-异丙基丙烯酰胺)类热敏材料的研究进展

从均聚物、共聚物及接枝改性三方面对聚（Ｎ－异丙基丙烯酰胺）类热敏高分子材料的最新研究进展进行了综述。简述了其热敏机理以及这种热敏材料在生物医学工程中的应用。     

含疏水链节的聚N-异丙基丙烯酰胺共聚物的温敏性

采用溶液聚合法合成了一系列N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯的无规共聚物,用浊度观测法和光散射法测定了不同共聚物水溶液的温敏相转变行为.结果表明:所得共聚物的低临界溶解温度(LCST)均低于均聚物PNIPAM的,酯类单体的结构和含量对共聚物的LCST有显著影响,其中酯基上的烷基对共聚物LCST的影响能力大于丙烯酸酯α位上的烷基,前者对增大共聚物的疏水性有更大贡献.通过NIPAM与特定丙烯酸酯单体进行无规共聚可以合成转变温度低于PNIPAM均聚物且具有预设LCST数值的水溶性温敏聚合物.     

N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺热敏凝胶的溶胀特性

制备并表征了N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺热敏凝胶(NIPAm-Am)，研究了单体配比、引发剂、交联剂用量和温度对其溶胀特性的影响。结果表明：NIPAm-Am热敏凝胶是由亲水和疏水基团组成的非晶高聚物。mAm／mNIPAm越大，凝胶的平衡溶胀率越大；增加交联剂的用量，凝胶的溶胀率减小，当引发剂的质量分数为0．008时溶胀率达最大值；温度的增加会使凝胶的溶胀率减小，在相转变温度时，溶胀率的变化最大。     

海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的制备及性能研究

由海藻酸钠(SA)和聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)制得的半互穿网络水凝胶具有温度及pH敏感特性。在酸性(pH=1.3)和弱碱性条件(pH=7．4)下，研究了温度对该凝胶溶胀度的影响，结果表明，该凝胶溶胀度均随着温度的提高而下降，但在pH=1．3时，溶胀度小于PNIPAAm水凝胶的；在pH=7．4时，结果正好相反。在25℃和37℃的条件下，分别考察pH对该凝胶溶胀度的影响，结果表明，在25℃时该凝胶有良好的pH敏感性，而在37℃时，敏感性不明显。同时也发现该凝胶对pH、温度的脉冲刺激有较快的响应性。     

相转变温度范围窄的聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏性微凝胶

采用间歇式、半间歇式和连续式无皂乳液聚合(SFEP)法合成温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝胶。连续式或半间歇式SFEP法合成的PNIPAM微凝胶相转变温度范围明显地比间歇式SFEP法合成的窄,其中又以连续式SFEP法的效果最明显。相同交联剂用量的情况下,连续式SFEP法合成的PNIPAM微凝胶的粒径和溶胀比最大,而间歇式SFEP法合成的最小。通过研究微凝胶合成过程中溶胀比随反应时间的变化关系,证明了连续式或半间歇式SFEP法合成的PNIPAM微凝胶具有比较均匀的内部交联结构。     

N-异丙基丙烯酰胺水凝胶研究进展

介绍了改善N-异丙基丙烯酰胺水凝胶反应速率及机械强度的研究进展,以及作为药物载体进行药物释放的研究进展。     

聚（N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸）水凝胶中5-氟尿嘧啶的释药性能研究

【目的】研究聚（N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸）水凝胶作为药物载体的释药性能。【方法】参照文献合成聚（N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸）水凝胶,采用浸泡法包埋5-氟尿嘧啶,紫外可见光谱法观察其在不同条件下药物释放情况。【结果】聚（N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸）水凝胶中5-氟尿嘧啶的载药量12．62％;37℃、pH=7．4条件下释放性能较好,500min累积释放率达到76％。【结论】聚（N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸）水凝胶具有温度和pH值双重敏感性,可作为5-氟尿嘧啶的缓释药用载体。     

温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚氨酯-β-环糊精互穿网络水凝胶的溶胀特性

利用互穿网络（IPN）技术，以温敏性聚（N－异丙基丙烯酰胺）（PNIPAm)、聚氨酯（PUE）以及具有分子包合效应的β－环糊精（β－CD）为原料，采用分步法和同步法制备了新型互穿网络水凝胶。通过对水凝胶溶胀行为的考察，可知水凝胶具有同PNIPAm相似的在低临界溶解温度（LCST）处的相转变行为，且PUE／PNIPAm的组成比，线型PNIPAm分子量以及交联剂用量等因素对IPN水凝胶的溶胀特性与温敏特性有显著的影响。     

聚丙烯酸叔丁酯-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)嵌段共聚物的制备及其自组装

以氯化亚铜/N,N,N′,N″,N″-五甲基二乙撑三胺为催化体系、丁酮和异丙醇为混合溶剂,采用原子转移自由基聚合法制备了大分子引发剂聚丙烯酸叔丁酯(PtBA-Cl)和聚丙烯酸叔丁酯-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PtBA-b-PNIPAM)两亲性嵌段共聚物.用红外光谱和核磁共振谱表征 PtBA-b-PNIPAM 嵌段共聚物的结构,动态光散射及透射电镜研究嵌段共聚物在溶液中的温度响应性.结果表明:胶束的体积相转变温度在 33℃左右;随着温度的增加,胶柬的粒径逐渐减小.     

N-异丙基丙烯酰胺/N-羟甲基丙烯酰胺共聚物及其水凝胶的合成及其温敏性研究

通过自由基聚合合成了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)与N-羟甲基丙烯酰胺(NHMPA)的共聚物及其水凝胶。研究发现，调节两单体的配比可得到不同的低临界溶液温度(LCST)值的共聚物及水凝胶。结果表明，NHMPA的加入不改变PNIPAm的温敏性，但可有效的调节其LCST值。     

异丙基丙烯酰胺))半互穿网络水凝胶的制备及其溶胀性能

将线性聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAAm）和海藻酸钠（SA）分子同时引入到PNIPAAm凝胶中,制备了交联聚(N-异丙基丙烯酰胺)/(海藻酸钠/聚(N异丙基丙烯酰胺))半互穿网络（Cr-PNIPAAm/(SA/PNIPAAm) semi-IPN）水凝胶。在弱碱性条件下(pH=7.4),改变SA与线性PNIPAAm的质量比对Cr-PNIPAAm/(SA/PNIPAAm) semi-IPN水凝胶的溶胀度没有太大的影响。在酸性条件下(pH=1.0),其溶胀度随着SA与线性PNIPAAm质量比的减小而增大。由于亲水性SA与线性PNIPAAm的协同作用,CrPNIPAAm/(SA/PNIPAAm) semi-IPN水凝胶的消溶胀速率得到很大提高。     

丝素蛋白纤维/聚N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶的性能

以丝素蛋白纤维为填充材料,采用自由基聚合的方法制备复合聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPPAm)水凝胶,研究复合水凝胶的黏弹性能、溶胀性能和反复溶胀收缩性能。结果表明：丝素蛋白纤维的加入改善了复合水凝胶的力学性能,其平衡溶胀率不仅与温度有关,而且与丝素蛋白纤维的含量有关。此外,处在表面的丝素蛋白纤维与水凝胶之间存在间隙,在反复溶胀-收缩过程中可以作为输水通道,有利于水分子进出,提高了PNIPPAm水凝胶对温度的响应速率并使其溶胀-收缩重复性更好。     

CMC/PNIPAAm半互穿网络水凝胶的溶胀动力学研究

以羧甲基纤维素钠(CMC)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为原料，制备了具有温度和pH敏感性的半互穿网络(CMC／PNIPAAmsemi-IPN)水凝胶，并研究了水凝胶在不同温度和pH值条件下的溶胀行为。结果表明：在弱碱性(pH-7．4)条件下，凝胶的溶胀速率和溶胀度都随着凝胶中CMC含量的增加而增大；而在酸性(pH-1．O)条件下则相反。在弱碱性条件下，水分子在凝胶中的扩散行为都可用non-Fickian扩散来描述，水分子在凝胶中的扩散系数D随着凝胶溶胀速率的增大而增大；在酸性条件下，20℃时凝胶的溶胀过程符合non-Fickian扩散规律，而37℃时凝胶的溶胀过程符合Fickian扩散规律，但水分子的扩散系数D相差不大。     

含5-氟尿嘧啶的羧甲基纤维素钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的药物释放性能

以5-氟尿嘧啶(5-FU)为模型药物,对羧甲基纤维素钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶(CMC/PNIPA semi-IPN)的药物释放性能进行了研究。结果表明:在37℃、pH=7.4时,药物的释放速率以及释放量都随着凝胶中羧甲基纤维素钠含量的增加而增大。在25℃时,pH对药物释放速率的影响较小;而在37℃时,药物释放速率受pH的影响较大。该凝胶体系用做5-FU的口服释放载体具有较佳的释放性能。     

Technical feasibility and histopathologic studies of poly (N-isopropylacrylamide) as a non-adhesive embolic agent in swine rete mirabile

Background Non-adhesive liquid embolic agents are increasingly gaining importance in the embolization of cerebral arteriovenous malformations （AVMs）. We investigated the use of poly （N-isopropylacrylamide） （PNIPAM） as a non-adhesive embolic agent in swine rete mirabile. Methods The PNIPAM hydrogel was mixed with iohexol and embolization was performed in swine rete mirabile in 30 animals. The microcatheter was examined after embolization. Follow-up angiography was performed for embolic efficacy after embolization. Embolized retia were examined histopatholgically, and the alterations of inside rete and surrounding tissue were observed. Results The copolymer hydrogel was used for rete embolization in 30 swine, 28 swine survived the procedure, 2 swine died, 1 swine died of cerebrum infarction and the other died of embolic agent reflux into the occipital artery. The inside wall of the microcatheter was smooth, without copolymer adhering to it. Follow-up angiography was performed in 22 swine, there was no rete recanalization in 20 swine and partial rete recanalization in 2 swine because of the trunk embolization of ascending pharyngeal arteries. Histopatholgically, the copolymer was found diffused into vessels of 100-- 150 μm in diameter. In acute group, neutrophils scattered surrounding the copolymer and endothelial integrity was observed, without endothelial denuding and necrosis. In subacute and chronic groups, the copolymer was found inside retia, a few mononuclear cells and eosinocytes scattered inside and surrounding it. The muscular layer was loosened with most muscular nuclei degraded. Conclusion Experimental rete embolization with PNIPAM, made radiopaque with iohexol, is technically feasible in swine. Because of its properties, PNIPAM has great potential as a therapeutic non-adhesive embolic agent.     

水介质中ATRP法制备PDMAEMA及其温敏性

在30 ℃下以溴化亚铜 溴化铜混合物为催化剂,五甲基二乙烯三胺（PMDETA）为配体,在水介质中利用原子转移自由基聚合法（ATRP）合成聚合度达到300的聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯（PDMAEMA）。核磁共振结果显示,聚合反应符合一级反应动力学描述。利用紫外可见分光光度计（UV-Vis）表征该聚合物的温敏性,结果表明,随着PDMAEMA聚合物链长的增加,其最低临界溶解温度（LCST）可降低至31.4 ℃。     

羧甲基纤维素钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)纳米复合水凝胶的制备及结构性能表征

以无机粘土为交联剂制备了具有温度、pH双重敏感特性的羧甲基纤维素钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)/粘土半互穿网络纳米复合水凝胶(CMC/PNIPA/Clay semi-IPN),并通过红外和透射电镜对其结构和形态进行了表征。在酸性(pH=1.2)和20℃条件下,分别研究了温度和不同pH缓冲液对该凝胶溶胀度的影响,测定了复合水凝胶的力学性能。结果表明:水凝胶中的粘土被剥离成单片层,且均匀分散在凝胶网络中,起交联剂的作用,而CMC以线性大分子的形态存在;CMC/PNIPA/Clay具有良好的温度、pH双重敏感特性;凝胶的断裂伸长率>1 000%。     

聚甲基丙烯酸甲酯与聚醋酸乙烯酯共混的红外光谱研究

用红外光谱(FTIR)研究了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚醋酸乙烯酯(PVAc)共混体系相容性,在160℃以上共混体系发生相分离;分相体系与非分相体系的FTIR谱明显不同;共混体系的FTIR谱不能从两统组分红外光谱简单加和得到;结果表明大分子构象发生了变化,PMMA/PVAc体系相容可能是大分子构象熵变所致。