[發(fā)明專利]一種溫敏性聚合物凝膠微球的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710046903.3
• 申請日: 2007-10-11
• 公開（公告）號: CN101173020A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 楊正龍;周侃;浦鴻汀
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學
• 主分類號: C08F120/56
• 分類號: C08F120/56;C08F2/38;C08F2/06;C08F4/04;C08F4/32
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發(fā)明屬功能高分子材料技術領域，具體涉及一種溫敏性聚合物凝膠微球的制備方法。

背景技術

溫敏性水凝膠是一種能顯著地溶脹于水但在水中并不能溶解的親水性聚合物凝膠。這類凝膠當溫度升高到某一值以上時會發(fā)生從溶脹的、軟的透明狀態(tài)到消溶脹的、不透明狀態(tài)的變化，如果將溶脹溫度降到這一溫度以下，凝膠狀態(tài)能發(fā)生可逆變化，這一溫度稱為該水凝膠最低臨界共溶溫度(LCST)，即相變溫度，有這種性質(zhì)的水凝膠被稱為溫度敏感性水凝膠。由于溫敏性水凝膠隨溫度的變化能快速吸收和釋放水而體現(xiàn)其開關性能，因此在生物化學、機械、醫(yī)學等許多領域中具有廣泛的應用前景。

聚(N-異丙基丙烯酰胺)(以下簡稱PNIPAm)水凝膠作為一種典型的溫度敏感性水凝膠，其相轉(zhuǎn)變溫度為32℃左右，與人體的正常溫度37℃左右很接近，因此可用于藥物的控制釋放、生物上固定化酶、化工分離、記憶元件開關、傳感器等，其應用范圍極為廣闊。PNIPAm通常都是以N-異丙基丙烯酰胺為主要單體制備均聚物或共聚物水凝膠，它主要有線型和交聯(lián)型兩種化學形態(tài)。目前文獻報導中的PNIPAm水凝膠大多數(shù)還是屬于大尺寸或大塊凝膠(厘米級以上)。

考慮到PNIPAm的響應速率是一個極為重要的參數(shù)，在很多情況下都要求其對外界溫度刺激具有較快的響應速率，但由于水凝膠的響應時間與水凝膠的線形尺寸的平方成正比，因此，普通方法合成的PNIPAm水凝膠都有響應速率慢的缺點，這大大限制了溫敏性PNIPAm水凝膠的應用范圍。因此為了提高響應速度，降低凝膠尺寸是唯一有效的途徑。而且，凝膠制成微粒(球)以后在一些場合比大塊凝膠更便于使用。例如，近二三十年來微球技術在藥劑學領域就得到飛速發(fā)展。目前已有30多類藥物已經(jīng)采用了微球化技術，其中包括解熱鎮(zhèn)痛藥、抗生素、多肽、維生素、以及抗癌藥等。由于許多藥物本身在體內(nèi)很不穩(wěn)定，對于如蛋白質(zhì)、酶、激素、肽類等敏感性生物分子而言，微球技術不失為一種良好的藥物控釋方法，近年來得到越來越多的關注。

PNIPAAm接枝PAN/PSt熱敏性聚合物微球的制備，(袁燕華等，高分子材料科學與工程，2005，21(5)，71-74)用聚N-異丙基丙烯酰胺大分子單體與丙烯腈/苯乙烯單體進行三元共聚，一步法制備得到了分散穩(wěn)定、粒徑均一的新型聚合物微球，該微球具有一定的熱敏性能，但是此方法的主要問題在于微球?qū)儆诮又簿畚铮渲袩崦粜猿煞諴NIPAm只占50％～80％，非熱敏性成分占20％～50％，共聚物微球的尺寸在300nm左右，PNIPAm水凝膠的響應速率仍然不高。中國專利CN?1160388C(劉曉華和王曉工等，2004年)公開報道了一種多孔溫敏性聚(N-異丙基丙烯酰胺)水凝膠的制備方法，該方法聚合工藝簡單，水凝膠的孔徑可以在很大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，所合成的水凝膠具有快速的膨脹和收縮速率。但是該水凝膠屬于多孔薄膜，非微球范圍。中國專利CN?1446833A，(丁建東等，2003年)發(fā)明了一種溫敏性可降解微凝膠及其制備方法，該凝膠微粒完全由合成高分子組成，降解速率與孔徑大小等參數(shù)獨立可控，且具有反相的溫度敏感性。但是凝膠微粒處于本體聚合物狀態(tài)或者與溶劑混合的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種響應速率高、反應條件可控的溫敏性聚合物凝膠微球及其制備方法。

本發(fā)明提出的溫敏性聚合物凝膠微球，由下述方法制備獲得：首先選用丙烯酰氯和異丙胺作為反應原材料，以乙酸乙酯為溶劑，合成N-異丙基丙烯酰胺單體；再以二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，β-巰基丙酸作為鏈轉(zhuǎn)移試劑，少量偶氮二異丁腈(AIBN)作為引發(fā)劑，進行自由基聚合，得到端活性聚異丙基丙烯酰胺；接著用化學交聯(lián)法在W/O體系中制成了聚(N-異丙基丙烯酰胺)微球。所制備的聚合物凝膠微球粒徑約為10～150nm，聚合物微球凝膠分布均勻，該聚合物微球具有良好的溫敏性，結(jié)果表明聚合物結(jié)構(gòu)及性能符合試驗設計要求，可以應用于藥物釋放、溫敏控制等領域。

本發(fā)明提出的溫敏性聚合物凝膠微球的制備方法如下：