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近年来,基于对其在医药负载和其它领域潜在应用前景的认识,纳米粒子的研究引起了人们日益广泛的研究兴趣。其中,在溶液中通过自组装的方法来构建具有明显核壳结构的纳米粒子的研究,尤为引人注目。与传统上通过嵌段共聚物制备聚合物胶束不同,在过去的几年中,我们研究课题组一直致力于采用“非嵌段共聚物路线”来构造这种核壳结构的纳米粒子。到目前为止,我们已经发展出一系列不同的具体途径。作为在这一方向上的最新进展,最近,我们发展出一种全新的制备方法,由于胶束粒子的壳组分是在分子组装成胶束的过程中产生的,故称为“原位聚合法”。这种“原位聚合法”以无皂纳米粒子为模板,通过将成壳组分的聚合和交联反应限制在粒子表面上来实现,在将粒子的成壳组分用生物降解或溶剂溶出后,就能得到了相应的空心球。
在本论文中,我们采用“原位聚合法”,通过在聚合过程中引入不同比例的亲水单体,进一步制备了具有不同温度响应的聚乳酸/聚(异丙基丙烯酰胺-CO一丙烯酰胺)(P(D,L-LA)/P(NIPAM-co-AM))温敏性聚合物核壳胶束和相应的空心球。此外,我们还对聚合物核壳胶束的负载行为做了初步的研究。
具体来说,我们开展了以下方面的研究工作:
(1)通过在聚合物过程中将不同比例的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和亲水性丙烯酰胺单体(AM)共聚,成功地得到具有不同响应温度的聚合物核壳胶束和空心球。DLS和UV的结果表明当AM的重量百分含量从O%分别提高到lO%和20%时,聚合物胶束的响应温度从33℃提高到了41℃和56~C。实验中,我们用SEM、TEM和AFM表征了胶束的核壳结构;用FTIR跟踪了PLA核的酶解过程,结果表明酶解过程是缩聚反应的逆过程。当降解过程完成后,就得到了相应的空心球。用AFM证实了降解完成后粒子的空心结构,DLS研究表明:与对应的核壳胶束一样,空心球的响应温度随着AM含量的提高发生了改变。此外,我们还发现在三种成壳组分中,交联剂的量对粒子的粒径影响最大,是控制壳层厚度的重要因素。
(2)至于聚合物核壳胶束的负载行为研究,我们首先选择了一种偶氮染料作为模型化合物模拟研究了胶束的药物负载行为。除传统的负载方法外,我们还开发中一种新的方法进行胶束的负载行为研究,实验结果表明新的负载方法更适合我们的体系。这里值得一提的是,不同于先前观察到的规则的球形形貌,采用新的负载方法制备的聚合物胶束在SEM和TEM下呈现出各种各样不同的外在形貌。此外,为了开拓新的负载方法的应用范围,我们还按照文献的方法合成了一种疏水的顺磁性四氧化三铁纳米粒子。用XRD和FTIR对合成后得磁性纳米粒子进行了物相分析。在通过胶束化过程和原位聚合后,我们制备出了包含有磁性纳米粒子Fe304的聚(e.己内酯)/聚异丙基丙烯酰胺核壳胶束(Fe304@PCL/PNIPAM)。DLS研究表明胶束的流体力学直径大致位于550nm左右,另外,我们也使用TEM表征了核壳胶束粒子的内部结构。