温敏性复合水凝胶的性能研究开题报告
2021-03-10 23:34:26
1. 研究目的与意义(文献综述)
水凝胶可以定义为在水中溶胀并保持大量水分而又不溶解的聚合物。根据水凝胶对外界刺激的应答表现,可分为两大类:一类是“传统”水凝胶,对环境的变化不特别敏感;另一类是“环境敏感”水凝胶,在相当广的范围内对诸如温度、ph、电场等的变化所引起的刺激有不同程度的应答。后一种即本课题要探讨的温敏水凝胶。温敏性水凝胶是指可以对外界温度刺激产生相应的敏感响应性的凝胶材料,当外界温度发生变化时,水凝胶即产生一种不连续变化的突变,并且在某一范围内呈现出相转变现象。温敏性水凝胶发生相转变是因为体系内存在着若干种相互作用力,这些力包括范德华力、氢键力、疏水相互作用力和静电相互作用力。当这些力共同作用并发生变化时,凝胶也会发生溶胶-凝胶转变。这一特殊性质使温敏性水凝胶能应用于智能给药系统。温敏性水凝胶可以对外界温度变化产生响应,因此可作为智能化给药体系的材料,使制剂本身能检测身体发病时的信号并根据患病的程度有选择性地释放药物。
人工合成的水凝胶通常存在凝胶强度低、韧性差和吸水速度慢等缺点,无法满足使用的要求。研究者针对提高水凝胶的力学性能开展了大量的研究工作,开发了几类具有优异机械性能的新型凝胶,如拓扑型水凝胶、双网络结水凝胶、复合水凝胶、大分子微球复合水凝胶、疏水缔合凝胶和均一链结构水凝胶等。其中复合水凝胶,由于具有高强度、复合手段多样化而受到广泛关注。
1975 年,美国麻省理工学院的田中丰一教授最早发现聚丙烯酰胺水凝胶在加热和冷却过程中出现透明-浑浊-不透明的可逆转变,从而展开了对温敏性水凝胶的研究。近年来,有关温敏性水凝胶的制备和性能研究越来越多,如hoemann 等利用壳聚糖、甘油磷酸钠、葡糖胺为原料制备出温敏性水凝胶,并与羟乙基纤维素混悬的原代小牛软骨细胞一起注射到裸鼠背部皮下,验证了其构建组织工程化软骨和对关节缺损部位进行缺损修复的能力,取得了一定的突破。符旭东等采用 w/o/w 型乳化溶剂挥发法以聚乳酸-羟基乙酸共聚物(plga)和端羧基聚乳酸-羟基乙酸共聚物(plga-cooh)为材料制备了温敏性水凝胶,然后通过吸附法制备 rh bmp-2 载药微球,实验证明 rh bmp-2 微球温敏性复合凝胶系统具有比微球剂更理想的体外释药特性。而翟茂林等制备了温敏性的 n-异丙基丙烯酰胺(nipam) 类水凝胶,结果发现它是两性水凝胶,具有特殊的溶胀性和吸水性,应用前景十分广阔。
2. 研究的基本内容与方案
1.基本内容、目标:
(1)文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势;
(2)制备小分子凝胶因子,研究超分子凝胶的凝胶化转变温度、临界凝胶浓度等性能;
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第3-5周:按照实验方案,制备凝胶因子。
第6-10周:利用小分子凝胶因子制备温敏性复合水凝胶。
第10-12周:研究温敏性复合水凝胶的性能。
第13-14周:分析实验数据,完成并修改毕业论文。
第15周:论文答辩。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]马栋,功能化超分子水凝胶的研究[d],中山大学, 2010.
[2]周娴婧.温敏性离子微水凝胶的制备、性能及应用[d],浙江大学,2016.
[3]p sutar,tk maji.bimodal self-assembly of an amphiphilic gelator into a hydrogel-nanocatalyst and an organogel with different morphologies and photophysical properties. chemical communications, 2016,52,13136-13139.
[4] j mangelschots,m bibian,j gardiner,lj waddington,wy van.mixed alpha-beta peptides as a class of short amphipathic peptide hydrogelators with enhanced proteolytic stability,biomacromolecules, 2016,17(2),437–445
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