马铃薯淀粉基共聚物改性聚天冬氨酸复合吸水树脂的制备及性能研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:minglinjiang
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聚天冬氨酸(PASP)是一种带有羧基亲水性基团的功能高分子材料,具有吸水膨胀率高、可生物降解及生物相容性好等特点,在水处理、生物医药、骨组织靶向及日化卫生用品等领域都能找到它的用途,已经成为吸水性树脂研究的热点之一。然而,存在着结构单一、耐盐性和机械性能低、热稳定性不好及交联剂(胺类物质)有毒等缺陷。此外,大多数药物属于醇溶性和脂溶性。然而,PASP吸水性树脂醇溶胀性很低,导致其载药量不高,极大地限制了其在生物医药等领域的应用。针对这些缺陷,本文以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对聚琥珀酰亚胺(PSI)改性合成改性聚琥珀酰亚胺(KPSI)。并以KPSI、马铃薯淀粉(St)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,采用水溶液聚合法分别制得KPASP/St吸水性树脂和KPASP/St-g-(AA-AMPS)复合吸水性树脂。优化了合成条件,且表征和分析了树脂的组成和形态结构。然后,探讨了树脂的pH敏感性、温度敏感性及盐敏感性和醇溶胀性能。此外,以水杨酸作为模型药物,研究了所制备的高吸水树脂作为药物缓释载体的载药和缓释性能。在水溶液中分布混合制备了KPASP/St吸水性树脂,最佳制备条件为:当St和KPSI的质量比为1:5,淀粉糊化用水量为1:16时,KPASP/St吸水性树脂在蒸馏水,Na Cl溶液(0.9 wt%)和30%乙醇溶液中的吸液量最大,分别为211.455g/g、44.309 g/g和153.3 g/g。其中,吸水倍率和醇溶胀倍率是KPASP吸水性树脂的1.29倍和1.3倍。在不同比例乙醇水溶液介质中,树脂的吸液性能随着乙醇体积分数的增加逐渐降低。且树脂表现出较好的pH敏感性、盐和温度敏感性。模型药物水杨酸在KPASP/St吸水性树脂中的载药量和药物缓释性能测试结果表明树脂载药量为31.2 mg/g,60 h左右载药树脂分别在pH=1.68和6.86缓冲溶液中的药物释放率分别为11.5%和17.2%。其次,为提高树脂的药物缓释性能,引入(AA-AMPS),以过硫酸铵(APS)为引发剂,采用接枝共聚法制备了一种综合性能较好的KPASP/St-g-(AA-AMPS)复合吸水性树脂,优化合成条件结果表明:当m(KPSI):m(AA):m(AMPS):m(St)=0.65:1:0.3:0.13,引发剂用量为5 wt%时,KPASP/St-g-(AA-AMPS)吸水性树脂在蒸馏水,Na Cl溶液(0.9 wt%)和30%乙醇溶液中的吸液量最大,分别为420.648 g/g,84.637 g/g和275.503 g/g,分别是KPASP/St吸水性树脂的1.99,1.91和1.8倍。其中,在去离子水和30%乙醇溶液中的吸液倍率是KPASP吸水性树脂2.6倍和2.3倍。在不同比例乙醇水溶液介质中,树脂的吸液性能随着乙醇体积分数的增加逐渐降低。树脂在不同溶液介质中的敏感性研究表明,树脂对pH、盐溶液和温度都表现出优异的敏感性,相比于KPASP吸水性树脂更加适用于人体药物缓释载体材料。模型药物水杨酸在树脂中的载药量和药物缓释性能测试结果表明:树脂的载药量为41.02 mg/g,其载药率相较于KPASP/St吸水性树脂提高了10%,50 h左右载药树脂分别在pH=1.68和6.86缓冲溶液中的药物释放率分别为42.5%和70.5%。综上所述,研究表明接枝共聚单体后,树脂的综合性能显著提高。
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