[發(fā)明專(zhuān)利]聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯／聚吡咯復(fù)合水凝膠的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710040847.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106832344B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚煒欽;李亮;喻湘華;劉玉蘭;張橋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J3/075
• 分類(lèi)號(hào): C08J3/075;C08L51/10;C08L79/04;C08F292/00;C08G73/06;A61K47/32;A61K47/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明涉及一種聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯/聚吡咯復(fù)合水凝膠的制備方法，該方法首先在氧化石墨烯表面接枝聚苯乙烯磺酸，再將聚吡咯的靜態(tài)合成與聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯的復(fù)合相結(jié)合，得到目標(biāo)產(chǎn)物聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯/聚吡咯復(fù)合水凝膠。該復(fù)合水凝膠中聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯與聚吡咯之間存在陰陽(yáng)離子相互作用、π?π共軛作用、氫鍵等多種作用，使其具有良好的力學(xué)強(qiáng)度，同時(shí)石墨烯與聚吡咯良好的電化學(xué)性能使其還具有電刺激響應(yīng)性，在電刺激下能夠?qū)崿F(xiàn)藥物的控制釋放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有電刺激響應(yīng)的藥物控制釋放材料——聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯/聚吡咯復(fù)合水凝膠的制備方法。

背景技術(shù)

隨著人們對(duì)健康的日益重視，對(duì)于具有良好藥物控制釋放性能的體系所開(kāi)展的研究越來(lái)越深入。通過(guò)好的藥物控制釋放體系，可使藥物在生物體中實(shí)現(xiàn)時(shí)間或空間上的控制釋放，保持藥物在體內(nèi)維持疾病治療所需的最佳濃度，從而避免常規(guī)給藥過(guò)程中，藥物濃度偏高時(shí)中毒、藥物濃度低時(shí)治療無(wú)效的問(wèn)題，達(dá)到可控治療的目的。目前研究較多的藥物控制釋放材料是水凝膠材料。水凝膠是一種親水性但不溶解于水的高分子網(wǎng)絡(luò)，其具有微觀孔徑與機(jī)械強(qiáng)度可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，特別是敏感性水凝膠具有感知環(huán)境細(xì)微變化，并通過(guò)自身體積的溶脹和收縮來(lái)響應(yīng)這些來(lái)自外界刺激的能力。

當(dāng)前對(duì)于具有溫度、pH、離子強(qiáng)度等刺激響應(yīng)性的水凝膠研究較多，而對(duì)于具有電刺激響應(yīng)的藥物控制釋放性能的水凝膠研究較少。這主要是因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的水凝膠材料不具有電化學(xué)活性，對(duì)于電刺激幾乎沒(méi)有響應(yīng)；另一方面是由于目前所報(bào)道的導(dǎo)電水凝膠較難實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電組分在水凝膠本體的均勻分布，而且所得的導(dǎo)電水凝膠機(jī)械強(qiáng)度較差，限制了其實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有藥物控制釋放水凝膠材料存在的上述不足，提供一種具有電刺激響應(yīng)的聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯/聚吡咯復(fù)合水凝膠材料的制備方法。本發(fā)明首先在石墨烯表面接枝聚苯乙烯磺酸，再將聚吡咯的靜態(tài)合成與聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯的復(fù)合相結(jié)合，制備出了具有優(yōu)良的力學(xué)性能和電學(xué)性能的聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯/聚吡咯復(fù)合水凝膠。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜設(shè)備，制備得到的復(fù)合水凝膠在電場(chǎng)作用下，可以有效控制藥物釋放的時(shí)間與劑量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯/聚吡咯復(fù)合水凝膠的制備方法，包括以下步驟：(1)將氧化石墨烯、2-溴異丁酰溴、三乙胺分散在有機(jī)溶劑中，反應(yīng)完成后得到含有引發(fā)基團(tuán)的氧化石墨烯；(2)用水分散含有引發(fā)基團(tuán)的氧化石墨烯，在保護(hù)氣氛下加入催化劑、阻活劑、聯(lián)二吡啶以及苯乙烯磺酸鈉進(jìn)行反應(yīng)，得到聚苯乙烯磺酸接枝的氧化石墨烯；(3)用水分散聚苯乙烯磺酸接枝的氧化石墨烯，加入還原劑進(jìn)行反應(yīng)，得到聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯；(4)用水分散聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯，加入吡咯和氧化劑進(jìn)行反應(yīng)，得到聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯/ 聚吡咯復(fù)合水凝膠。

按照上述方案，步驟(1)中氧化石墨烯、2-溴異丁酰溴、三乙胺的用量比為 1g:20-100mL:10-40mL。

按照上述方案，步驟(1)所述有機(jī)溶劑為三氯甲烷或N,N-二甲基甲酰胺，反應(yīng)條件為冰水浴，反應(yīng)時(shí)間為24-48h，反應(yīng)完成后經(jīng)離心、洗滌、干燥得含有引發(fā)基團(tuán)的氧化石墨烯。

按照上述方案，步驟(2)中含有引發(fā)基團(tuán)的氧化石墨烯、催化劑、阻活劑、聯(lián)二吡啶以及苯乙烯磺酸鈉的質(zhì)量比為8-200:2.5-12:1:19-95:206-825。

按照上述方案，所述催化劑為氯化亞銅或溴化亞銅，所述阻活劑為氯化銅或溴化銅。

按照上述方案，步驟(2)中反應(yīng)溫度為10-30℃，反應(yīng)時(shí)間為6-12h，保護(hù)氣為氬氣，產(chǎn)物經(jīng)離心、洗滌、干燥得聚苯乙烯磺酸接枝的氧化石墨烯。

按照上述方案，步驟(3)中聚苯乙烯磺酸接枝的氧化石墨烯與還原劑的質(zhì)量比為1:2.5-8，反應(yīng)溫度為90℃，反應(yīng)時(shí)間為18-24h，產(chǎn)物經(jīng)離心、洗滌、干燥得聚苯乙烯磺酸接枝石墨烯。