水凝膠簡介

1、水凝膠簡介水凝膠簡介水凝膠是一種具有親水性的三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子網(wǎng)絡(luò)體系。水凝膠性質(zhì)柔軟，能保持一定的形狀，能吸收大量的水，具有良好的生物相容性和生物降解性。自從20世紀(jì)50年代由Wichterle等首次報(bào)道后，就被廣泛地應(yīng)用于組織工程、藥物輸送、3D細(xì)胞培養(yǎng)等醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域。[1]水凝膠根據(jù)交聯(lián)方式不同，分為物理交聯(lián)水凝膠和化學(xué)交聯(lián)水凝膠。物理凝膠是指通過靜電力、氫鍵、疏水相互作用等分子間作用力交聯(lián)形成的水凝膠。這種水凝膠力學(xué)強(qiáng)度低，

2、溫度升高會轉(zhuǎn)變成溶膠?；瘜W(xué)交聯(lián)水凝膠是指通過共價(jià)鍵將聚合物交聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)的凝膠。其中，共價(jià)鍵通過“點(diǎn)擊”反應(yīng)生成，比如硫醇烯炔加成、硫醇環(huán)氧反應(yīng)、疊氮炔環(huán)加成、席夫堿反應(yīng)、環(huán)氧胺反應(yīng)、硫醇二硫化物交換反應(yīng)等。GaoLilong等在生理?xiàng)l件下將NN二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯和聚低聚乙二醇巰基丁二酸通過巰基環(huán)氧“點(diǎn)擊”反應(yīng)制備得到可注射水凝膠。[2]和物理凝膠相比，化學(xué)交聯(lián)水凝膠穩(wěn)定性較好，力學(xué)性能優(yōu)異。根據(jù)來源不同，水凝膠又可分為天

3、然水凝膠和合成水凝膠。天然水凝膠包括瓊脂、殼聚糖、膠原、明膠等，它們大都通過氫鍵交聯(lián)形成。合成水凝膠包括聚乙二醇、丙烯酸及其衍生物類（聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚N聚代丙烯酰胺等）。和合成水凝膠相比，天然水凝膠生物相容性較好，環(huán)境敏感性好，價(jià)格低廉，但穩(wěn)定性較差。目前，有學(xué)者將天然高分子和合成高分子交聯(lián)制備雜化水凝膠。比如，LeiWang等將殼聚糖和聚異丙基丙烯酰胺交聯(lián)得到熱敏性雜化水凝膠用于體內(nèi)藥物輸送，并利用近紅外光引發(fā)藥

4、物釋放。[3]水凝膠憑借良好的生物相容性廣泛地應(yīng)用于藥物輸送、組織再生等醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域。藥物可以通過化學(xué)接枝和包埋等方式實(shí)現(xiàn)負(fù)載。負(fù)載藥物的水凝膠通過移植或注射進(jìn)入生物體內(nèi)，然后在體內(nèi)逐漸降解實(shí)現(xiàn)藥物的緩慢釋放。為了更好地實(shí)現(xiàn)藥物的輸送和釋放，智能水凝膠應(yīng)運(yùn)而生，所謂智能水凝膠，是指能夠?qū)ν饨绛h(huán)境的變化，比如pH、溫度等做出反應(yīng)的水凝膠，從而實(shí)現(xiàn)藥物的可控釋放。其中，溫度響應(yīng)水凝膠有聚（N異丙基丙烯酰胺）基水凝膠、泊洛沙姆等，pH響應(yīng)水凝膠

5、有聚（甲基丙烯酸二甲氨基乙酯）基水凝膠、聚（乙酸烯丙酯）基水凝膠、腙鍵交聯(lián)型水凝膠等。M.Ghbanloo等制備得到pH響應(yīng)的水凝膠，在酸性條件下，由于氫鍵的存在藥物被緊緊包裹在水凝膠中，而在堿性條件下，氫離子電離，羧酸根之間的靜電排斥使得水凝膠擴(kuò)張，體積變大，藥物得以釋放。[4]Yi官能團(tuán)可以通過靜電作用吸附一些帶電物質(zhì)。ZhichengYuan等[10]合成了負(fù)載八羧基鐵酞菁的聚乙二醇基水凝膠用于對羅丹明B的光催化降解，取得了良好的