搜索
功能高分子及环境敏感水凝胶——从结构到性能SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院前言高分子结构与性能简介响应性水凝胶简介案例分析（聚氧乙烯/PEG，聚丙烯酸及其衍生物凝胶/原位凝胶）SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院新药用材料/辅料的来源已有材料的新的组合（Newcombinationsofexistingexcipients）—物理混合已有材料的新级别（Newgradesofexistingmaterials）新化合物（Newchemicalcompound）和已有化合物的修饰（modification）例：Emdex(HydrousdextratesNF)葡萄糖（dextrose）不少于93%其余为麦芽糖糊精（maltodextrin）良好的可压缩性大和粗糙的表面口感好（麦芽糖糊精）SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院高分子科学早期研究模式——经验性合成（或获得）一种高分子材料，研究这种材料的性能，推测其结构并寻求合适的应用。高分子科学近期研究模式——分子设计通过对高分子的分子设计和高分子材料的结构设计，合成（或修饰）具有预期的结构和性能的材料，以满足特定的应用需要。SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院聚合物的基本概念大分子（macromolecule）：由大量原子组成的，具有相对高的分子质量或分子重量。对结构没有特指。聚合物分子（polymermolecule）：一个由许多部分组成的分子，这些部分是：①由相对低分子量的分子衍生的单元（所谓单体单元或链节）；②仅有一种（或少数几种）链节；③这些链节必须重复出现。聚合物（polymer）：是由许多聚合物分子组成的一种物质，它是一种聚合的物质。SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院单体（monomer）：①具有两个（或多个）官能的末端基团的单体：如二元醇、酸、胺，氨基酸，二氯化物等；②具有重键的单体：烯，炔，碳氮三键，碳氧双键等；③含杂原子的环状单体：环氧乙烷，已内酰胺，四氢呋喃等。单体单元（链节）：（构造）重复单元：COOHHOOCHOCH2CH2OHH2COCH2OHCH2CH2OHbCCOOCH2CH2OONCHCOHOH2CCH2CHCOHOnSchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院聚合物的结构高分子的链结构（化学结构、分子内结构）聚集态结构（三级结构、分子间结构）近程结构（一级结构）——化学键变化构造（constitution）构型（configuration）单体的化学组成键接顺序共聚单体的排列支化、交联、互穿几何异构旋光异构高分子的结构远程结构（二级结构）——无化学键变化晶态（部分结晶）非晶态取向织态高分子大小尺寸构象形态SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院高分子分子设计的基础—结构和性能的关系结构性能例主链含-O-键柔软PEG主链含苯环极性大的原子硬度大，玻璃化温度高PStPVC主链中含游离双键柔软Naturalrubber主链中含共轭双键主链硬、强度大分子量高硬度大、强度大、Tg高PEO可解离基团酸或碱溶性Carbopol,Eudragit结晶硬度大、耐溶剂性强PAN取向取向方向的强度增加、促进结晶PP共聚和共混复合不同聚合物分子的性能PLGA,EudragitSchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院高分子的构造（constitution）均聚物（homopolymer）aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa共聚物（copolymer）统计共聚物（statisticalcopolymer）无规共聚物（randomcopolymer）abaaabbaababbbbaaabbbababbbababaa交替共聚物（alternatingcopolymer）abababababababababababab周期共聚物（periodiccopolymer）abbabbabbabbabbabbabbabb梯度共聚物（gradientcopolymer）(a)nbaaaaabbaaabbbaabbbba(b)m嵌段共聚物（blockcopolymer）(a)n—(b)m链段共聚物（segmentedcopolymer）(a)n—(b)m—(a)p—(b)q—(a)r—(b)s—(a)t接枝共聚物（graftcopolymer）aaaaaaa……aaa……aaaaaaaa……aaaabmbn支化无规/树状高分子（treepolymer）梳状高分子（combpolymer）星形高分子（starpolymer）交联（crosslink）互穿聚合物网络（interpenetrationpolymernetwork）SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院聚合物1聚合物2单体1单体2无规共聚嵌段共聚接枝共聚接枝共聚交替共聚交联聚合物1交联聚合物2（半）互穿聚合物网络结构（semi-IPN）SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院高分子的特殊构型梯形聚合物（Ladderpolymer）层状/镶嵌聚合物（Layer/parquetpolymer）由Langmuir-Blodgett膜（LB膜）合成层状聚合物片型聚合物（Sheetpolymer）NNNNSchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院HOHHOHHOOHHHOHOHHOHHOHOHHOHOHHOHHOHOHHOHOHOHHHOHOHHHOOHOHHHOOHHHHOOHOHHHOHOHHHOPolycatenanes（聚索烃）Polyrotaxane聚合物管（Polymertube）梳状聚合物（Combpolymer）星形聚合物（Starpolymer如PEG）树枝链（dendrimer）NNH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NH2NNH2NNH2NH2NNH2NH2NNNNNNNNNNNH2H2NNNH2H2NNNH2H2NNNH2H2NNNH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NNNNNNNNH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NNNH2H2NNH2NH2NNH2NH2NNNNNNNNNH2NNH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NH2NNH2NH2NNH2NH2NNH2NNH2NNNNNNNSchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院水凝胶的定义HydrogelsarethreedimensionalnetworksofhydrophilicpolymersthatareinsolubleD,L-lacticacid例：聚乳酸-壳聚糖接枝共聚物SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院应用药物控制释放伤口敷料*VigilonTMisahydrogelusedinsheetcoveringwoundmaterials.Itispreparedfromradiationcrosslinkingofhighmolecularweightpoly(ethyleneoxide)chains.*HypolTMisusedinfoamwoundhealingmaterialsandindrugdelivery.ItisacrosslinkedPEGfoam.接触眼镜吸附色谱填料SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院材料聚氧乙烯类聚合物及其衍生物：聚乙二醇（PEG）、泊洛沙姆（poloxamer）、聚氧乙烯类表面活性剂（如：聚氧乙烯山梨醇酯、蓖麻油醇酸酯）等丙烯酸类聚合物：丙烯酸树脂（polyacrylateresin）、卡波沫（carbomer）、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等可生物降解合成高分子：聚乳酸/聚乙醇酸（PLGA）、聚酸酐（polyanhydrous）、聚氨基酸（polyaminoacid）、聚原酸酯（polyorthester）等天然高分子：黄原胶（xanthangum）、壳聚糖和脱乙酰壳聚糖（chitin,chitosan）、透明质酸（hyaluronicacid）、结冷胶（Gelricgum）上述聚合物的衍生物、组合和他功能聚合物（functionalpolymers）其他材料SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院ToyoichiTanakashowsofftransparent,egg-shapedgelthatrespondstotemperature响应性/敏感凝胶——MassachusettsInstituteofTechnology，1975SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院影响响应性凝结的四种基本作用力SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院药物传递Duke'sNeedhamwithmicroscopeimageofamicropipetteholdinga3-µm-widegelbeadloadedwiththeanticancerdrugdoxorubicinSchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院形状记忆凝胶Responsivegelstripsarestraightatroomtemperaturebutbecauseoftheirmodulateddesign,theybendthemselvesintoalphabetlettersat39°C.Theblackbarrepresents10mm.SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院自振荡凝胶Self-oscillatinggelmadebycopolymerizingN-isopropylacrylamideandavinyl-substitutedderivativeoftris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II),withN,N'-methylenebisacrylamideasthecross-linkerSchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院壳聚糖-甘油磷酸钠原位凝胶BST-GelTM（Biosyntech）SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity沈阳药科大学药学院SABER-原位凝胶（SouthernBioSystems）组成蔗糖醋酸异丁酸酯（SAIB：疏水性完全酯化蔗糖衍生物）；药用溶剂；填加剂。胶凝原理SAIB是为极粘