[发明专利]一种纤维素/N-异丙基丙烯酰胺药物可控释放水凝胶及其制备方法

说明书

本发明属于纤维素水凝胶技术领域，具体涉及一种纤维素/N‑异丙基丙烯酰胺药物可控释放水凝胶及其制备方法。将多巴胺添加到纤维素溶液中，对纤维素表面进行改性，可使其包裹到纤维素大分子骨架上，使纤维素不仅起到机械力增强作用，同时还具有光响应的特性。与此同时，将N‑异丙基丙烯酰胺分散到改性过的纤维素溶液中，通过自由基溶液聚合形成水凝胶，从而赋予该纤维素水凝胶具有近红外响应性同时也具有温敏性。该纳米复合水凝胶在药物智能控制释放材料和生物医用领域具有一定的潜在应用价值。

技术领域

本发明属于纤维素水凝胶技术领域，具体涉及一种纤维素/N-异丙基丙烯酰胺药物可控释放水凝胶及其制备方法。

背景技术

近红外响应性水凝胶是一类同时具有近红外响应性材料、高分子材料及水凝胶的性质特点的无机／有机功能性复合材料。因具有优良的近红外性能及生物相容性，在药物控制释放领域具有广阔的应用前景。其中合成水凝胶的高分子包含天然高分子和合成高分子，由于天然高分子因其来源广、价格低、良好的生物相容性和生物降解性等优点，而受人们广泛关注。

多巴胺是一种具有儿茶酚和胺基官能团的生物分子，其特性与贻贝分泌的强力黏附足蛋白相似具有来源广泛、良好的生物相容性等特点。多巴胺可自聚合制备聚多巴胺(polydopamine，PDA)，聚多巴胺含有大量儿茶酚、胺、亚胺等功能性官能团，具有良好的化学反应活性。聚多巴胺可在各种有机和无机材料上自发形成聚合物薄涂层，因此聚多巴胺就被用作了涂层材料广泛的应用在化学，生物和材料等科学技术领域。同时聚多巴胺具有将光转化为热的性能，被广泛应用在光响应材料领域。

纤维素是自然界中资源最丰富的的高分子物质，由于其廉价、可降解、可再生等特点受到了广泛的关注。纤维素分子具有高比表面积、丰富的表面活性基团（羟基），通过对纤维素表面的羟基进行改性或接枝反应，可以很容易地转化为不同特性的功能材料，是一种很有前途的支架材料。N-异丙基丙烯酰胺(N-isopropylacrylamide ，NIPAM) 具有亲水性酰胺基团（-CONH-）和疏水性异丙基基团（-CH（CH₃）₂）。聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）是最具代表性的热敏性聚合物材料。聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝胶由于其临界溶液温度(LCST)较低，其临界温度接近人体温度，LCST以下为亲水性；在LCST之上，它的链构象发生了变化，变得疏水。由于聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝胶的这种独特属性，所以在目前温敏性水凝胶中研究最为广泛。目前纤维素水凝胶在药物缓释方面的研究主要是通过控制纤维素在水凝胶中的含量以及通过控制药物释放环境溶液的pH值、温度等因素来达到药物缓释的目的，具有很大的局限性，且未见同时通过光响应性和温敏性来调节药物的释放量和释放速率的纤维素/N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的研究报道。并且，当前对近红外响应性水凝胶药物释放的研究主要集中在光热材料将光热转化特性作为一种定向的驱动力，将药物负载到含有光热材料表面，再通过外界近红外的引导，到达指定位置后实现药物的释放，以达到药物靶向释放的目的。对同时具有近红外响应性和温敏性纤维素水凝胶在外界红外光的“开-关”状态下药物控制释放的研究鲜有报道。