可溶性碳納米管改性物的制備及其水凝膠載藥性能的研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)自1991年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，由于其特有的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)特性以及獨(dú)特的準(zhǔn)一維管狀分子結(jié)構(gòu)，在許多高科技領(lǐng)域中具有許多潛在應(yīng)用價(jià)值，迅速成為化學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)以及生物醫(yī)藥領(lǐng)域的的研究熱點(diǎn)。然而，CNTs呈化學(xué)惰性且不溶于常見(jiàn)的溶劑，這成為開(kāi)展對(duì)其研究與應(yīng)用的最大障礙，并且很多的研究表明CNTs的溶解性越好，其生物毒性越低。鑒于此，本研究利用生物大分子殼聚糖對(duì)碳納米管進(jìn)行表面改性和修飾處理，改善了碳管溶解性能。同時(shí)利用碳

2、納米管/殼聚糖復(fù)合物制備了新型的半互穿網(wǎng)絡(luò)智能水凝膠，考察了其結(jié)構(gòu)和性能。研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面： (1)采用兩步微波輻射法，先以70％的濃硝酸氧化多壁碳納米管，所得產(chǎn)物再與殼聚糖經(jīng)酰胺化反應(yīng)，制備多壁碳納米管/殼聚糖復(fù)合物，兩個(gè)反應(yīng)可在1h內(nèi)完成。實(shí)驗(yàn)通過(guò)兩次調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值并采用高速離心的方法，分離了未反應(yīng)的氧化碳納米管及殼聚糖原料，得到了純碳納米管/殼聚糖化合物。 (2)采用紅外光譜、紫外光譜對(duì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)

3、表征，并采用透射電鏡觀測(cè)了其形貌，采用熱重分析方法研究了其熱分解性能。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)濃硝酸處理，碳納米管表面產(chǎn)生了-COOH，C=O等含氧官能團(tuán)；經(jīng)過(guò)酰胺化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了殼聚糖在多壁碳納米管上的共價(jià)接枝。 (3)以戊二醛為交聯(lián)劑，采用冷凍干燥的方法制備了一系列殼聚糖-碳納米管/殼聚糖半互穿網(wǎng)絡(luò)凝膠。測(cè)試了凝膠的機(jī)械性能，考察了凝膠在不同pH值緩沖溶液中的平衡水保留率和干凝膠的平衡溶脹率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加殼聚糖-碳納米管復(fù)合物的凝

4、膠與普通殼聚糖凝膠相比機(jī)械強(qiáng)度明顯增加，并且保持了較好的pH敏感性。 (4)對(duì)殼聚糖-碳納米管/殼聚糖半互穿網(wǎng)絡(luò)凝膠在不同條件下的溶脹動(dòng)力學(xué)和退脹動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，加入了CNT-CS后，智能水凝膠依然有很好的溶脹特性。其退脹性能與純的CS凝膠一樣也具有明顯的pH敏感性，會(huì)在較低和較高pH緩沖溶液中的去溶脹率低，而在中性緩沖溶液中的去溶脹率高，而且不同的加入量對(duì)pH敏感性的影響不大。在酸性介質(zhì)中，水凝膠擴(kuò)散機(jī)理的特性指數(shù)

5、n接近1，溶脹過(guò)程為Ⅱ遷移，而在其他三種介質(zhì)中，水凝膠擴(kuò)散機(jī)理的特性指數(shù)n在1和0.5之間，溶脹過(guò)程可用non-Fikcina擴(kuò)散來(lái)描述. (5)以甲磺酸帕珠沙星為模型藥物，對(duì)含有10％的殼聚糖.碳納米管半互穿網(wǎng)絡(luò)凝膠(C10)的釋藥性能與純的殼聚糖水凝膠(C0)做了初步的對(duì)比研究。結(jié)果表明，所制備的凝膠的載藥量都非常大。凝膠C0對(duì)藥物的釋放，在前期出現(xiàn)很明顯的暴釋現(xiàn)象；而凝膠C10的釋放的比較緩慢、平穩(wěn)，在體外釋放的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)一