[发明专利]一种多重响应性聚合物中空微凝胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及以水溶性温敏性单体为主单体并添加第二单体共聚形成的一种具有pH、温度和磁响应性聚合物中空微凝胶的制备方法。

背景技术

微凝胶，属于纳微米级的凝胶颗粒，是一种具有分子内交联结构的聚合物微粒，尺寸在1～1000nm之间，具有水凝胶和胶束粒子的双重性能，在良溶剂中溶胀而不溶解，具有强膨胀-收缩性。环境响应性微凝胶，是指能感知外界环境(如温度、pH、磁场等)微小变化或刺激，并能产生相应的物理结构和化学性质变化的一种高分子凝胶，鉴于其特殊的环境响应性，使之在药物释放、生物传感等诸多领域展现出广泛的应用前景。

目前，文献对于环境响应性微凝胶的聚合方法主要视不同单体或共聚体系以及微凝胶的用途、性质等多个方面以选取不同的聚合方法。现已应用的聚合方法有乳液聚合法、无皂乳液聚合法、悬浮聚合法、原位聚合法等。相比以上聚合方式，细乳液聚合法以其独有的聚合优势和简易的操作条件，成为当下学术界和工业界的研究热点。

细乳液聚合是指在高速机械搅拌下，使乳液中的液滴分散成亚微米量级(50～500nm)；并借助乳化剂的作用，使这种亚微米量级的液滴构成稳定的液/液分散体系，相应的液滴成核聚合称为“细乳液聚合”。

反相细乳液聚合与普通细乳液聚合相似，成核方式以及反应场所主要是亚微米量级的液滴。不同的是，普通细乳液聚合是水包油(o/w)型，反相细乳液聚合时是油包水(w/o)型。在乳化剂和助稳定剂的作用下，水溶性单体(这里指N-乙烯基己内酰胺)分散在有机相中，聚合反应发生在水相液滴中。

自1986年Pelton和Chibanate首次报道制备了温敏性N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)微凝胶粒子以来(参见文献：Pelton R,Chibanate P.Preparation of aqueous lattices with N-isopropylacrylamide[J].Colloids Surf,1986,20：247-256)，响应性微凝胶由于响应速度快、渗透性好等优点在许多领域(如药物释放、生物传感、催化作用和光学材料等)显示出了良好的应用前景。

PNIPAM微凝胶作为一种传统的环境响应性高分子材料，其响应性源于能够在某一温度表现出明显的体积变化，该温度称为体积相转变温度(VPTT)，通常在人体温度附近，为此有良好的医用价值，但微凝胶中的PNIPAM对机体具有毒害作用(参见文献：Vihola H,Laukkanen A,Valtola L,et al.Cytotoxicity of thermosensitive polymers poly(N-isopropylacrylamide),poly(N-vinylcaprolactam)and amphiphilically modified poly(N-vinylcaprolactam)[J].Biomaterials,2005,26:3055-3064)，从而限制了PNIPAM微凝胶的进一步应用。

Christine Scherzinger制备了PDEPAM/PNIPAM复合微凝胶，并研究了共不溶现象对PDEPAM和PNIPAM微凝胶性质的影响(参见文献：Christine S,Peter l,Martina K,et al.Cononsolvency of Poly(N,N-diethylacrylamide)(PDEAAM)and Poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAM)Based Microgels in Water/Methanol Mixtures:Copolymer vs Core-Shell Microgel[J].Macromolecules,2010,43:6829-6833)，但制备工艺较为复杂，且微凝胶的环境响应性较为单一。

发明内容

本发明目的在于提供一种生物相容性较好的多重响应性聚合物中空微凝胶的制备方法，旨在克服制备工艺较复杂、耗能较高的缺点。鉴于本发明方法所用试剂及溶剂来源广泛，操作简单可行、生产高效以及技术成本低等优点，可用于工业化生产；同时满足对载药微凝胶在生物相容性、温度和pH敏感性的严格要求，制备出的微凝胶具有显著的医用价值。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

本发明多重响应性聚合物中空微凝胶的制备方法，其特点在于包括以下步骤：