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《智能水凝膠在生物醫(yī)學中的研究和應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、渭南師范曇浣本科畢業(yè)論文題目：智能水凝膠在生物醫(yī)學中的研究和應用專業(yè):材料化學系班:化學化工系06.1班畢業(yè)年份：2010年6月名：朱卡德學號:060944052指導教師：劉展晴職稱：講師渭南師范學院教務處制智能水凝膠在生物醫(yī)學中的研究和應用朱卡德（渭南師范學院化學化工系06級材料化學1班）摘要：概述了智能水凝膠的概念和分類，在生物醫(yī)學中的研究進展，簡單介紹了智能水凝膠在各種物理性質條件下的研究，如pH、溫度、磁性等，重點介紹了在生物醫(yī)學屮的藥物傳輸控制系統(tǒng)、組織工程、活性酶的固定、醫(yī)用敷料、血紅蛋白氧氣載體、角膜接觸鏡材料
2、、生物傳感器、人工軟骨、水凝膠微透鏡等方面的應用，并對未來發(fā)展作以展望。關鍵詞：智能水凝膠；生物醫(yī)學；分類；應用水凝膠是能顯著地溶脹于水但不溶解于水的一類親水性高分子網(wǎng)絡，由于水和水凝膠網(wǎng)絡的親和性，水可能以鍵合水、束縛水和自由水等形式存在于高分子網(wǎng)絡之中而失去流動性，因此水凝膠能夠保持一定的形狀山。由于其大量吸收水分的特性類似于人類的機體組織，水凝膠在組織工程領域和藥物緩釋領域有廣泛的應用前景。根據(jù)水凝膠對外界刺激的應答情況，水凝膠可分為兩大類：（1）傳統(tǒng)水凝膠，這類水凝膠對環(huán)境的變化不特別敏感；（2）智能型水凝膠是一類對
3、外界刺激能產(chǎn)生敏感響應的水凝膠。類智能型凝膠，能對溫度、pH值、光、磁、離子等外界刺激信號做出響應，目前對智能型凝膠以pH/溫度敏感水凝膠的研究尤為活躍⑵，因為pH和溫度是容易得到乂便于操作的兩種刺激信號，而且pH和溫度是人體環(huán)中兩個很重要的生理參數(shù)?，F(xiàn)對智能水凝膠在生物醫(yī)學中的研究和應用概況作一綜述。1智能水凝膠在生物醫(yī)學的分類1?1pH敏感水凝膠水凝膠的pH響應性是指其溶脹或消溶脹是隨pH值的變化而變化。因此，它能保護藥物在人體體消化道不同部位如胃、小腸、大腸或結腸處定位給藥。依據(jù)人體胃腸液的pH不同的牛理特點，故可考慮
4、采用對pH敏感水凝膠載體材料來定位釋藥，利用它的這種性質可方便地調節(jié)和控制凝膠內藥物的擴散和釋放速率。近年來，pH敏感性高分子作為藥物載體的應用愈來愈受到人們的關注。徐暉等⑶制備了聚（甲基丙烯酸-泊洛沙姆）共聚物水凝膠。其水凝膠分子中含有酸性或堿性基團，當環(huán)境的pH值發(fā)牛變化時，水凝膠的溶脹或收縮可實現(xiàn)一定控制釋藥。pH敏感藥物控釋系統(tǒng)特別適合口服藥物的控制釋放，即根據(jù)人體消化道各環(huán)節(jié)pH值的不同，利用水凝膠在不同pH值溶脹度、滲透性能的不同,可控制藥物在特定部位的釋放。1?2溫敏水凝膠溫敏水凝膠的響應性依賴于溫度的變化。它
5、具有臨界相轉變溫度LCST,能感應溫度的交化而改變自身的相狀態(tài)或溶脹和收縮。一般是將藥物包埋在水凝膠或由其制成的微膠囊中，包埋藥物的釋放速度可經(jīng)由凝膠體積的調控來實現(xiàn)。水溶性藥物在室溫下很容易被吸收進入溶脹的PNIPAAm⑷凝膠內，當攜帶藥物的凝膠制劑進入人體后，由于人體溫度高于其體積相變溫度，導致凝膠收縮擠出藥物和溶劑。而疏水藥物則在凝膠體積相變溫度以上時被吸收而固定化，當降低溫度時，PNIPAAm的構彖伸展，與疏水藥物的締合變弱，藥物經(jīng)由擴散釋出。通過調整載體大分子或大分子水凝膠的體積相變溫度，述可以實現(xiàn)體內定向給藥，即
6、在靶器官周圍局部加熱使藥物載體發(fā)生相變,釋出藥物。雖然溫敏凝膠的研究已有很大的進展，但冃前對溫敏凝膠的應用實例并不多。王明珍等?采用化學交聯(lián)的方法將有機交聯(lián)的PNIPAAm網(wǎng)絡與HCHO交聯(lián)的殼聚糖網(wǎng)絡結合起來，制成了新型的PINPA/殼聚糖全互穿凝膠。這種凝膠和以往的僅僅是將PINPA鑲嵌在網(wǎng)絡中的NIPAAm/殼聚糖半互穿凝膠，在相轉變、水溶液中的膨脹行為以及膨脹動力學等方面大不相同，并有望在分離工業(yè)和軟材料等方而發(fā)揮重要作用。1.3磁性水凝膠磁性水凝膠可以作為藥物控制釋放的載體，其控制釋藥系統(tǒng)由分散于聚合物網(wǎng)絡中的藥物
7、和磁性粒子組成丄hl等研究了化學交聯(lián)的明膠底3。4磁場響應性凝膠對維生素Ba的控制釋放行為。在沒有外加磁場時，凝膠體系中的磁性粒子之間沒有相互作用，凝膠的孔徑和孔隙率都較大（即凝膠體系處于“開”的狀態(tài)）,維生素Bx的釋放速率較快；施加外磁場后，磁性粒子由于彼此之間的相互作用而發(fā)生聚集，導致聚合物網(wǎng)鏈運動，凝膠網(wǎng)絡的孔徑和孔隙率減?。茨z體系處于“關”的狀態(tài)），藥物的擴散受到阻滯，于是維生素By的釋放速率放緩。當磁場敏感性水凝膠處于均勻的外加磁場中時，體系中不存在明顯的磁場-粒子間相互作用，磁性粒子之間的相互作用占主導地位，
8、施加的外場導致了磁偶極子的產(chǎn)生，這種強烈的相互作用會引起凝膠彈性模量的變化。利用復合凝膠材料在不同強度的均勻磁場中所表現(xiàn)出的變化，可以設計制造磁場驅動的人工肌肉。如利用不同F(xiàn)sCU含量的復合凝膠具有不同的磁場閾值的特點，可制備岀了一種能夠模仿人手指彎曲的PVA/Fe3O4磁性水凝膠。1.4
