聚电解质水凝胶具有三维网络结构,通常以水作为分散介质,在保持外形不变的情况下能够发生溶胀或消溶胀。影响水凝胶宏观尺寸和形状的因素主要包含内因和外因两部分,内因有高分子化合物的交联密度、取代度等,外因主要包括温度、pH值、溶剂组分以及溶剂离子强度等。通常主要通过调控这些因素来控制水凝胶在溶胀和消溶胀的不同状态之间变化,进而实现智能响应行为。弱聚电解质水凝胶的高分子网络上带有可电离基团,在静电力下,可电离基团电离得到的固定离子周围聚集带有相反电荷的自由离子。强聚电解质水凝胶在吸水溶胀或失水塌缩的过程中固定离子的量不变,相反,弱聚电解质水凝胶的可电离基团由于发生不完全电离,电离度会随着水凝胶内离子强度以及pH的变化而不同,从而水凝胶发生相应的溶胀或收缩,作为载药体的水凝胶的释药率也会发生变化,因此弱聚电解质水凝胶对外界环境具有特别敏感的响应性,成为特别适合作为缓控释药物制剂的材料。弱聚电解质水凝胶体系作为载药体系可以通过缓控释作用减少给药次数从而减轻病人的痛苦,有利于增强药物疗效,降低毒副作用。该载药体的溶胀以及药物释放过程特别复杂,具有多学科交叉的特点,所以,建立数学模型深入研究这种缓控释载药体的药物释放机理和规律具有非常重要的意义。针对具有pH响应性以及盐浓度敏感性的弱聚电解质水凝胶载药体系,根据多相理论建立了数学模型,采用了有限元方法研究其溶胀以及药物释放过程,探索了外界溶液pH值及离子强度对弱聚电解质水凝胶溶胀释药的影响,阐明了弱聚电解质水凝胶的缓控释药物机制,展现了弱聚电解质水凝胶中的水相、高分子网络相以及自由离子相在溶胀释药时的运动特点,利用Langmuir等温吸附公式计算了高分子网络中包含的固定离子浓度。该研究对弱聚电解质水凝胶在缓控释药物制剂方面的应用具有重要价值。