溫度敏感型pnipam水凝膠的研究進(jìn)展

溫度敏感型pnipam水凝膠的研究進(jìn)展

1pnipam熱敏性的機(jī)理聚（n-異丙醇酰胺）被稱為pnipam。在這個(gè)大鏈中，具有親水氨基和疏水性異丙基，并將pnimam線性水平線與pnimam水凝膠結(jié)合，以顯示溫度敏感的性質(zhì)。在常溫下,線型PNIPAm溶于水中形成均勻的溶液,當(dāng)溫度升高至30℃~35℃之間時(shí),溶液發(fā)生相分離,表現(xiàn)出最低臨界溶液溫度(LCST)。在NIPAm聚合過程中加入交聯(lián)劑或經(jīng)處理產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)后,就成為PNIPAm水凝膠。它在室溫下溶脹,而在33℃左右發(fā)生體積相變而收縮。這種由溫度敏感性而引起高聚物產(chǎn)生的智能型和記憶效應(yīng)引起了人們很大的興趣。在對(duì)PNIPAm的研究中,人們最關(guān)心的一個(gè)問題是PNIPAm產(chǎn)生這種熱敏特性的機(jī)理,這也是當(dāng)前對(duì)PNIPAm研究的一個(gè)重點(diǎn)。目前較容易被人接受的觀點(diǎn)是:PNIPAm分子內(nèi)具有一定比例的疏水和親水基團(tuán),它們與水在分子內(nèi)、分子間會(huì)產(chǎn)生相互作用。在低溫時(shí),PNIPAm與水之間的相互作用主要是酰胺基團(tuán)與水分子間氫鍵的作用。PNIPAm分子鏈在LCST以下溶于水時(shí),由于氫鍵及范德華力的作用,大分子鏈周圍的水分子將形成一種由氫鍵連接的、有序化程度較高的溶劑化殼層。隨著溫度上升,PNIPAm與水的相互作用參數(shù)突變,其分子內(nèi)及大分子間疏水相互作用加強(qiáng),形成疏水層,部分氫鍵被破壞,大分子鏈?zhǔn)杷糠值娜軇┗瘜颖黄茐?水分子從溶劑化層的排出表現(xiàn)為相變,產(chǎn)生熱敏性。PNIPAm的水凝膠熱敏性相轉(zhuǎn)變是由交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的親水性/疏水性平衡受外界條件變化而引起的,是大分子鏈構(gòu)象變化的表現(xiàn)。雖然人們對(duì)熱敏的機(jī)理已有初步的認(rèn)識(shí),但就疏水基團(tuán)相互作用機(jī)理及其與相轉(zhuǎn)變溫度的關(guān)系而言,定量方面尚有許多問題有待澄清。本文將從PNIPAm均聚物、共聚物及接枝改性這三方面對(duì)此類熱敏性高分子材料的最新研究進(jìn)展作一較全面的綜述。2pni-p是結(jié)合劑的合成和性能2.1pnipam超細(xì)顆粒的制備線型均聚PNIPAm熱敏高聚物的合成可采用我們熟知的聚合方法:本體聚合,溶液聚合,懸浮聚合,以及乳液聚合。一般來說,溶液聚合方便易行,常常采用有機(jī)溶劑中自由基引發(fā)聚合和水介質(zhì)中氧化還原引發(fā)聚合的方法。伊敏等人還采用γ射線輻射合成了PNIPAm線型均聚物。在PNIPAm的合成過程中加入交聯(lián)劑,則可以得到PNIPAm凝膠。不使用交聯(lián)劑,通過紫外線、放射線、電子射線、等離子體等射線引發(fā)交聯(lián),也可以得到PNIPAm凝膠。優(yōu)點(diǎn)在于:操作簡單,交聯(lián)度可通過輻射條件來控制,且不污染產(chǎn)品。近來報(bào)道得較多的是將PNIPAm水凝膠制成微球,常用的方法是采用十二烷基磺酸鈉、氯化三甲基十八烷基銨、聚丙烯酸鈉鹽等作為乳化劑,在強(qiáng)烈攪拌下進(jìn)行乳液聚合而成。最近,郭振良以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑,在琥珀酸雙(2-乙基己酯)磺酸鈉、甲苯、NIPAm、水組成的微乳液中,通過微乳液聚合制備了未交聯(lián)及交聯(lián)的PNIPAm超細(xì)微粒,粒徑約0.1μm。另外,采用沉淀聚合法也可以得到凝膠微球。2.2pnipam水凝膠對(duì)PNIPAm均聚物的表征,目前研究工作主要從兩方面來開展:即從一個(gè)新的角度來研究,和運(yùn)用新的技術(shù)來研究。ShigeoSasaki等人從化學(xué)勢(shì)的角度對(duì)PNIPAm進(jìn)行了研究,通過分析不同無機(jī)和有機(jī)助劑對(duì)于PNIPAm凝膠的體積相轉(zhuǎn)變的影響,發(fā)現(xiàn)水的化學(xué)勢(shì)與凝膠的體積相轉(zhuǎn)變密切相關(guān),凝膠的溶脹行為可用水分子的化學(xué)勢(shì)與它在相轉(zhuǎn)變點(diǎn)處化學(xué)勢(shì)的差值很好地表征。A.K.Lele等人從水的角度對(duì)PNIPAm進(jìn)行了研究,認(rèn)為PNIPAm中的水存在兩種狀態(tài):一種是完全游離的水,其熱力學(xué)行為與純水一樣;另一種是與聚合物鏈親水基團(tuán)通過氫鍵連結(jié)的,稱之為結(jié)合水。他們提出一種擴(kuò)展格子-流體-氫鍵(LFHB)模型,定量地預(yù)測(cè)了PNIPAm凝膠在發(fā)生體積變化全過程中結(jié)合水的變化。王平首次用圖像處理技術(shù)對(duì)PNIPAm凝膠在不同工況下的數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集處理,得到了凝膠的各種溶脹曲線和動(dòng)力學(xué)曲線,為凝膠溶脹特性的測(cè)定開發(fā)了一種新的方法。ShanyangLin采用一種新的紅外光譜技術(shù)(ATR/FT-IR)研究PNIPAm水溶液中的分子相互作用,可以定量地表明:在LCST以下,分子間相互作用主要在水與PNIPAm間發(fā)生;在LCST以上,PNIPAm分子間氫鍵的作用占總的分子間作用的70%,甲基基團(tuán)的疏水相互作用增長了1.5倍,引發(fā)了體系的聚集沉淀。RainerAppel等人采用拉曼光譜測(cè)試乳液聚合的大孔PNIPAm水凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),認(rèn)為它是由富水區(qū)(孔洞)和富聚合物區(qū)組成,測(cè)得室溫下它們的平均尺寸為75μm和20μm,并研究了它們隨溫度變化的情況。KenjiIto等人采用正電子湮滅壽命光譜研究了PNIPAm水凝膠自由體積的平均尺寸、濃度、大小分布與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)在LCST以下,凝膠的平均自由體積半徑為均一的0.28nm,但在皺縮狀態(tài)卻有兩種自由體積半徑0.18nm和0.33nm。XuZheng研究了分子量大小和分子量分布不同的PNIPAm水溶液的LCST,發(fā)現(xiàn)LCST隨分子量增大稍有增加,分子量分布會(huì)改變濁點(diǎn)曲線的形狀。動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)表明,相分離時(shí),分子間的疏水結(jié)合形成物理交聯(lián)點(diǎn),均一的液態(tài)變成懸浮的粘彈微凝膠。Suetoh通過DSC定量地研究了PNIPAm凝膠的脫水作用,發(fā)現(xiàn)凝膠的熱性能和它的處理過程有很大的關(guān)系。用不同方法處理的兩種水凝膠有著不同的吸熱峰和脫水作用焓,相圖也明顯不同。光散射以及核磁共振技術(shù)在PNIPAm的研究中應(yīng)用非常廣泛。TomohisaNorisuye等人采用光散射監(jiān)測(cè)了PNIPAm凝膠及線型聚合物的合成過程。在60°觀察了散射強(qiáng)度與聚合時(shí)間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)當(dāng)t≈20min時(shí),散射強(qiáng)度劇升,然后達(dá)到一個(gè)有較大波動(dòng)的平臺(tái)。但以上現(xiàn)象在單體濃度小于88mmol/L時(shí)則沒有,此時(shí)即使有交聯(lián)劑,也不形成凝膠。TadashiTokuhiro通過核磁共振光譜研究了非離子型和離子型PNIPAm水凝膠,發(fā)現(xiàn)水凝膠隨溫度上升會(huì)經(jīng)歷非連續(xù)的第一相轉(zhuǎn)變和連續(xù)的第二相轉(zhuǎn)變,這與PNIPAm高聚物在水中只有一次相轉(zhuǎn)變明顯不同。他們從分子角度表征了PNIPAm主鏈和側(cè)鏈基團(tuán)的運(yùn)動(dòng)和周圍狀況。FangZeng等通過對(duì)PNIPAm/CDCl3和PNIPAm/D2O兩種溶液核磁共振光譜的研究發(fā)現(xiàn):PNIPAm/CDCl3溶液在從16℃升至36℃時(shí)是均一的,但酰胺的氫鍵作用會(huì)變?nèi)踔敝料?PNIPAm/D2O溶液在溫度上升時(shí),有水分子從PNIPAm聚合物親水層中溢出。通過光散射、核磁共振等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):水溶液中PNIPAm異丙基中的甲基釋放速率隨溫度的增加而減小,表明由于疏水結(jié)合,其運(yùn)動(dòng)受到了限制。當(dāng)溶液濃度高于一限定值,疏水結(jié)合引起分子間的聚集,成為物理交聯(lián)點(diǎn),形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。分子量和溶液濃度對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成有很大作用。吳奇[28,29,30,31,32,33]利用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)光散射相結(jié)合的方法,系統(tǒng)地研究了單根PNIPAm線性長鏈在無規(guī)線團(tuán)和蜷曲球兩個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變和球型微凝膠的體積相變。首次在實(shí)驗(yàn)上證明一根均聚物長鏈可以蜷曲成一個(gè)穩(wěn)定的蜷曲單鏈球以及在無規(guī)線團(tuán)到蜷曲球兩個(gè)狀態(tài)之間存在兩個(gè)熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài)。動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果否定了蜷曲球內(nèi)存在高度鏈纏結(jié)的假說,提出了與疏水作用不同的新的溶脹收縮機(jī)理。NoriyukiTanaka等采用核磁共振研究了PNIPAm水凝膠中水的動(dòng)力學(xué)過程,測(cè)試了不同溶脹比的凝膠中重水(包括少量HDO)中HDO的自擴(kuò)散系數(shù)(DHDO),發(fā)現(xiàn)它也可以表征相轉(zhuǎn)變溫度。此外,Toshikazu等研究了PNIPAm水凝膠在相轉(zhuǎn)變后的收縮動(dòng)力學(xué),發(fā)現(xiàn)緩慢收縮的松弛時(shí)間(τA)和達(dá)到完全均一的時(shí)間(ta)都很長,但兩者的比值卻是保持恒定的。周嘯研究指出:表觀二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以很好地描述水凝膠的溶脹和消溶脹動(dòng)力學(xué)。3輻射共聚改性PNIPAm共聚物的合成與均聚物的合成并無很大差別。若采用溶液聚合,則以所需比例的單體溶于溶劑后即可進(jìn)行聚合,一般不需特別處理。用γ輻射共聚也是一個(gè)可行的方法,姜桂林等在這方面作了研究。合成新型PNIPAm共聚物的主要目的在于:①改變組分從而改變共聚物中親、疏水比例,進(jìn)一步探索熱敏的機(jī)理,改變LCST以擴(kuò)大應(yīng)用溫度范圍,研究結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。②擴(kuò)大共聚物的應(yīng)用功能,使其不僅具有熱敏性,還具有如對(duì)pH、光等敏感的功能。下面分類綜述其最新研究進(jìn)展。3.1聚合物的熱敏性能JuZhang研究了一系列組分比(100∶0~0∶100)的NIPAm和丙烯酰胺共聚物、均聚物。通過測(cè)量表面張力、濁點(diǎn)及相變焓,發(fā)現(xiàn)PNIPAm均聚物有最低表面張力,隨丙烯酰胺含量的增大,表面張力增大,并找到一個(gè)模型可以計(jì)算共聚物的表面張力。MeiLi合成了用氟碳組分共聚改性的PNIPAm,采用熒光光譜法研究了PNIPAm共聚的疏水結(jié)合,并找到了理想的熒光指示劑,可以有效地對(duì)疏水結(jié)合作用進(jìn)行研究表征。YubaoZhang也研究了少量含氟碳單體改性的PNIPAm聚合物,發(fā)現(xiàn)當(dāng)平均每個(gè)共聚物上有兩個(gè)以上氟碳單體時(shí),鏈內(nèi)的聚集就很易發(fā)生。MathiasHahn采用不同的陽離子、陰離子及兩性離子通過自由聚合與NIPAm共聚,得到一系列不同分子基團(tuán)及電荷密度的產(chǎn)物,在不同溶液中運(yùn)用光散射等方法測(cè)試了共聚物的熱敏性。發(fā)現(xiàn)陽離子共聚物L(fēng)CST變化不大,但陰離子和兩性離子共聚物的LCST明顯增大,在NaCl溶液中相分離的現(xiàn)象格外明顯。MitsuhiroShibayama利用DDS和溶脹試驗(yàn),測(cè)試了PNIPAm/丙烯酸、PNIPAm/二甲基丙烯酰胺共聚物兩種體系的解疏水締合作用焓(ΔHN),相轉(zhuǎn)變溫度(TC)及每個(gè)NIPAm分子連接水的數(shù)目(n)。發(fā)現(xiàn)兩個(gè)體系的ΔHN和TC存在很大差異,ΔHN都隨共聚組分的增加而減小,n與組分沒有太大關(guān)系。并發(fā)現(xiàn)丙烯酸的共聚物相變是不連續(xù)的,而二甲基丙烯酰胺共聚物的相變是連續(xù)的。Ricardo應(yīng)用正電子湮滅壽命光譜測(cè)試了一系列不同組分NIPAm/丙烯酰胺聚合物凝膠的自由體積半徑,發(fā)現(xiàn)隨丙烯酰胺組分的增大,自由體積半徑減小。研究表明改變聚合物的相互作用可控制PNIPAm凝膠內(nèi)的空隙率。NoriyukiKuramoto制備了NIPAm與乙烯基二茂鐵的共聚物,其LCST隨二茂鐵的含量增加而下降。但對(duì)二茂鐵氧化則LCST會(huì)劇增,因?yàn)榇藭r(shí)的二茂鐵基團(tuán)由疏水性變成親水性,并且這個(gè)過程是可逆的。兩次LCST的變化幅度隨二茂鐵含量的增加而增加。YanLiu合成了不同組分的PNIPAm與丙烯酸鈉和甲基丙烯酸鈉的共聚物水凝膠,發(fā)現(xiàn)兩種水凝膠都具有可逆的熱敏性,溶脹率是連續(xù)的,有著低組分含鈉單體的水凝膠才表現(xiàn)出LCST,且發(fā)現(xiàn)強(qiáng)電解質(zhì)的加入提高了凝膠的吸水性。HyunSeokChoi合成了不同組分比的NIPAm、乙基(N-丙烯基)甘氨酸(ENAG)共聚物亞微粒凝膠,采用光子相關(guān)光譜研究了它們的溶脹行為,發(fā)現(xiàn)共聚物凝膠的LCST隨ENAG組分的增加而降低。從Flory-Huggins理論和Flory-Rehner理論出發(fā),提出一種可很好地預(yù)測(cè)共聚物水凝膠溶脹行為的模型。史向陽合成了一系列NIPAm和長鏈丙烯酸酯及丙烯酸膽固醇酯的共聚物,證實(shí)了該類共聚物在水溶液中能形成膠束,且形成的都是相類同的膠束內(nèi)核,發(fā)現(xiàn)共聚物的LCST隨組分的變化不明顯,但都比均聚PNIPAm的低。利用熒光探針法和L-B技術(shù)研究了NIPAm和丙烯酸十八酯的共聚物熱敏現(xiàn)象,并研究了用這種共聚物包覆的脂質(zhì)體的溫控釋放行為。Bhalerao采用γ-射線技術(shù)制備了PNIPAm與聚環(huán)氧乙烷共聚物的水凝膠,這種水凝膠可制成任意形狀、尺寸,溶脹時(shí)還具有很好的機(jī)械強(qiáng)度,具有很大的應(yīng)用潛力。3.2聚合物電解質(zhì)許多研究人員對(duì)既對(duì)pH敏感又具熱敏的共聚物非常感興趣。EtsuoKokufuta合成了四種不同結(jié)構(gòu)的P(NIPAm/AAc)凝膠,測(cè)試了在pH=3和pH=10時(shí),凝膠的膨脹及與溫度的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)電荷分布對(duì)凝膠的膨脹行為有很大影響。這一結(jié)論不能用傳統(tǒng)的滲透壓理論來解釋,但用交聯(lián)PNIPAm疏水結(jié)合導(dǎo)致微觀相分離的理論則可以解釋。另外,試驗(yàn)表明羧基和酰胺之間的氫鍵在pH=3時(shí)對(duì)凝膠的收縮有很大的影響。MiKyongYoo研究發(fā)現(xiàn):NIPAm-co-AAc共聚物的濁點(diǎn)受pH值、丙烯酸含量、聚合物電解質(zhì)溶液的種類強(qiáng)烈影響,從疏水性角度出發(fā),分析了聚合物電解質(zhì)對(duì)PNIPAm共聚物L(fēng)CST產(chǎn)生不同影響的原因。卓仁禧合成了聚(丙烯酸)/PNIPAm互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)水凝膠,并研究了在酸、堿條件下凝膠溶脹率隨溫度變化的不同趨勢(shì),該水凝膠在弱堿性條件下的溶脹率遠(yuǎn)大于酸性條件下的溶脹率。JingZhang研究了聚甲基丙烯酸/PNIPAm互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)兩種組分有著相對(duì)獨(dú)立的熱敏和pH敏感性。膜的滲透率測(cè)試表明:溫度和pH值對(duì)滲透率有很大的影響,不同大小的藥物透過膜時(shí)存在明顯的尺寸排除現(xiàn)象。MeganSpafford制備了一個(gè)新型的pH敏感且熱敏的共聚物,其中NIPAm起熱敏作用,甘氨酸鏈段起pH敏的作用。這種聚合物被證明對(duì)脂質(zhì)體包覆的染料釋放具有很好的調(diào)節(jié)作用。TakashiAoki采用3-丙烯酰胺苯基硼酸、N-(3-二甲基氨丙基)丙烯酰胺與NIPAm共聚,與純PNIPAm相比高分子主鏈上多了苯基基團(tuán)和氨基基團(tuán),使其有了對(duì)葡萄糖的敏感性:增加葡萄糖濃度則共聚物的LCST降低,從而可以通過改變外界葡萄糖的濃度來改變共聚物的LCST。這種共聚物可制成對(duì)葡萄糖的靈敏元件,應(yīng)用于對(duì)葡萄糖敏感的胰島素的控制釋放很有前途。史向陽合成了NIPAm和丙烯酰胺基偶氮苯的共聚物,發(fā)現(xiàn)側(cè)基含有偶氮苯基的水溶性共聚物包覆的脂質(zhì)體具有明顯的光控釋放性能。丁小斌研究了在醇/水溶劑中、四氧化三鐵磁流體存在下,采用分散聚合法,通過苯乙烯與NIPAm共聚合成Fe3O4/P(St-NIPAm)微球,該產(chǎn)物除具有磁分離特性外,同時(shí)還具有了熱敏特性。4接枝聚合物膜的熱敏性能PNIPAm聚合物也有許多弱點(diǎn),機(jī)械性能差是其中之一。將NIPAm接枝到有機(jī)械強(qiáng)度的基材上,其應(yīng)用范圍可以大為擴(kuò)大。同時(shí),在PNIPAm高聚物上接枝其它功能基團(tuán),也可以改變它的物理性能,擴(kuò)大應(yīng)用范圍。實(shí)現(xiàn)接枝反應(yīng)最常用的方法是采用化學(xué)偶聯(lián)劑和輻射技術(shù)。MingzhenWang等人把PNIPAm通過戊二醛接枝到甲殼素上,得到一種新型的凝膠。發(fā)現(xiàn)PNIPAm的引入對(duì)純甲殼素凝膠的凝膠速率、溶脹比等性能幾乎沒有影響,甚至在PNIPAm的含量占總量的25%時(shí)也是這樣。但此水凝膠明顯具有了熱敏性能,在30℃以下透明,在32℃以上變濁。TakamasaNonaka等人研究了NIPAm-甲基丙烯酸共聚物接枝于PVA上,測(cè)定在不同的溫度下膜的膨脹率,發(fā)現(xiàn)該膜對(duì)溫度的依賴性不同于PVA-g-NIPAm膜,從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上分析了兩種共聚物膜存在不同膨脹行為的原因。李亦文在PVA表面輻射接枝NIPAm,考察對(duì)比了PVA和PVA-g-NIPAm兩種材料的細(xì)胞相對(duì)增殖度值和對(duì)細(xì)胞形態(tài)學(xué)的影響,從細(xì)胞相容性的角度肯定了對(duì)PVA的智能化改性。LiangLiang用硅烷偶聯(lián)劑處理玻璃表面,在其上通過紫外光接枝交聯(lián)PNIPAm,得到小于320nm的PNIPAm層,從而使玻璃表面在低溫(<30℃)表現(xiàn)為親水性,在高溫(>40℃)表現(xiàn)為疏水性,其相轉(zhuǎn)變溫度大約在35℃,范圍為8℃。李軍、翟茂林采用輻射技術(shù)把PNIPAm接枝在棉纖維、PVA膜、硅橡膠膜上,研究了接枝工藝、機(jī)理及產(chǎn)物的熱敏性能,為它們的應(yīng)用作了理論研究。GuohuaChen等人采用兩種途徑把熱敏的PNIPAm接枝于對(duì)pH敏感的聚丙烯酸主鏈上,在寬廣的范圍內(nèi)都具有熱敏性,從而得到了一種既pH敏感又熱敏的高聚物。AlainOurand采用二步法合成了聚丙烯酸上接枝PNIPAm的高聚物,其水溶液在溫度高于PNIPAm的LCST時(shí),粘度有很大的提高,對(duì)不同的物理化學(xué)參數(shù)(共聚物濃度、切變速率)和結(jié)構(gòu)特性(支鏈長度)影響升溫變稠的行為進(jìn)行了研究。GuopingChen通過在PNIPAm端基和支鏈上接上感光基團(tuán),使其能在光作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)交聯(lián),得到水凝膠。這樣通過光刻法就可以簡單且有效地控制水凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。YuzoKaneko把聚氧化乙烯接枝到PNIPAm水凝膠上,發(fā)現(xiàn)此水凝膠在相轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí),可在10min內(nèi)完成收縮,而PNIPAm凝膠則需要一個(gè)月才行。JanneVirtanen研究了在不同條件下,把聚氧化乙烯接枝到PNIPAm上。發(fā)現(xiàn)接枝上的聚氧化乙烯量和溶液濃度決定了接枝產(chǎn)物水溶液的熱行為。Durand研究了聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸接枝于PNIPAm的聚合物在水溶液中,鹽、葡萄糖、己醇、表面活性劑等的加入對(duì)升溫變稠現(xiàn)象的影響,發(fā)現(xiàn)通過改變外部的條件可控制接枝聚合物的升溫變稠行為。5具有良好的應(yīng)用前景PNIPAm聚合物及水凝膠由于它的溫度敏感性而具有良好的應(yīng)用前景。近年來,國內(nèi)外對(duì)它的應(yīng)用和開發(fā)作了許多研究工作,許多文獻(xiàn)在這方面作了報(bào)道,在此只著重談?wù)撛谏镝t(yī)學(xué)工程上的幾點(diǎn)應(yīng)用:5.1開-開-關(guān)模式利用PNIPAm凝膠對(duì)藥物進(jìn)行控制釋放有三種模式:一是低溫時(shí)將PNIPAm水凝膠放入藥物溶液中溶脹吸附藥物,高溫則發(fā)生收縮向外排出藥物的方式;二是開-關(guān)模式,在LCST以上時(shí),水凝膠的表面會(huì)收縮形成一個(gè)薄的,致密的皮層,阻止水凝膠內(nèi)部的水分和藥物向外釋放,即處于“關(guān)”的狀態(tài)。而當(dāng)溫度低于LCST時(shí)皮層溶脹消失,水凝膠處于“開”的狀態(tài),內(nèi)部藥物以自由擴(kuò)散的形式向外恒速釋放;三也是“開-關(guān)”模式,但與上面的作用正好相反,PNIPAm以支鏈形式存在于接枝聚合物微球中,在LCST以下,接枝鏈在水中舒展開來,彼此交叉覆蓋,阻塞了微球的孔洞,被包封的藥物擴(kuò)散受阻,處于“關(guān)”狀態(tài);溫度在LCST以上時(shí),接枝鏈自身收縮,孔洞顯現(xiàn)出來,使藥物順利擴(kuò)散到水中,處于“開”