雙丙酮丙烯酰胺改性海藻酸鹽對(duì)GP-CS可注射水凝膠溫敏性能的影響

蔡杰慧 楊英全 黃麗金 鄭燕菲

摘? ?要：本文采用自由接枝共聚法，以過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑，雙丙酮丙烯酰胺（DAAM）改性的海藻酸鈉（SA），制得海藻酸鈉-雙丙酮丙烯酰胺（SA-DAAM）共聚物，與殼聚糖（CS）、β-甘油磷酸鈉（GP）共混在37 ℃中溫敏相變后，形成GP-CS-SA-DAAM復(fù)合水凝膠。同理，將GP-CS與未改性的海藻酸鈉（SA）共混制成一系列的GP-CS-SA復(fù)合水溶膠，考察物料比（GP-CS與SA質(zhì)量比;GP-CS與SA-DAAM質(zhì)量比）對(duì)復(fù)合凝膠于37 ℃中凝膠化時(shí)間、復(fù)合凝膠微觀形貌、熱穩(wěn)定性、平衡溶脹率和降解性能的影響。結(jié)果表明：GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠較GP-CS-SA復(fù)合凝膠凝膠化時(shí)間短，微觀孔隙結(jié)構(gòu)更發(fā)達(dá)，二者之間的熱穩(wěn)定性無(wú)顯著差異。GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠的平衡溶脹率低于GP-CS-SA復(fù)合凝膠，而殘留率高于GP-CS-SA復(fù)合凝膠，說(shuō)明GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠較GP-CS-SA復(fù)合凝膠更具有可注射優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：雙丙酮丙烯酰胺? 海藻酸鈉? 殼聚糖? 水凝膠? 溫敏性能

中圖分類號(hào)：TQ460.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（c）-0103-07

Abstract： Copolymer sodium alginate-Diacetone acrylamide（SA-DAAM） was prepared by graft copolymerization，by using potassium persulfate as the initiator and using diacetone acrylamide（DAAM） to hydrophobically modify sodium alginate（SA）. A kind of composite thermo-sensitive GP-CS-SA-DAAM hydrogel was prepared by at 37℃ using chitosan （CS） and sodium glycerophosphate （GP） ，blended with SA-DAAM. Meanwhile， a kind of composite thermo-sensitive GP-CS-SA hydrogel was prepared by at 37℃ using chitosan （CS） and sodium glycerophosphate （GP） ， blended with SA. The effects of material ratio（the mass ratio of GP-CS and SA; the mass ratio of GP-CS and SA-DAAM）on gelation time， micromorphology， thermal stability， equilibrium swelling and degradation performance were investigated. The GP-CS-SA-DAAM composite gel had shorter gelation time than GP-CS-SA composite gel. The microscopic pore structure of GP-CS-SA-DAAM composite gel was more developed than GP-CS-SA composite gel. Moreover，the thermogravimetric analysis showed that there was no significant difference between the thermal stability of GP-CS-SA-DAAM composite hydrogel and GP-CS-SA composite hydrogel. The equilibrium swelling ratio of GP-CS-SA-DAAM composite gel was lower than that of GP-CS-SA composite gel. The residual ratio of GP-CS-SA-DAAM composite gel was higher than GP-CS-SA composite gel.The GP-CS-SA-DAAM composite gel was more injectable than the GP-CS-SA composite gel.

Key Words： Diacetone acrylamide; Sodium alginate; Chitosan; Hydrogelsl; Temperature-sensitivity

干眼癥是種常見的眼科疾病，表現(xiàn)為眼部干澀，伴隨著異物感且畏光不適等[1-3]。眼用凝膠制劑具有非常獨(dú)特的溶膠-凝膠相變性能，可有效延長(zhǎng)藥物與眼球表面的接觸時(shí)間，增強(qiáng)藥物在角膜的通透性，達(dá)到提高眼部生物利用度的效果，是適合用于眼部給藥的良好載體[3]。而殼聚糖-甘油磷酸鹽（GP-CS）是一種可對(duì)對(duì)外界溫度刺激產(chǎn)生敏感響應(yīng)，當(dāng)外界溫度變化時(shí)，水凝膠立即發(fā)生不持續(xù)突變，使溶液在某一范圍內(nèi)出現(xiàn)相轉(zhuǎn)變形成凝膠的現(xiàn)象[4-5]。GP-CS溶液在人體的體溫溫度以下時(shí)為流動(dòng)液體狀態(tài)，當(dāng)溫度接近于人體的溫度時(shí)則轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)，并且具有良好的可降解性、可注射性、生物組織相容性和無(wú)毒副作用[6]。本項(xiàng)目利用CS與GP可在37℃發(fā)生溫敏相變形成凝膠的特性，采用生物相容性優(yōu)良海藻酸鈉（SA）、雙丙酮丙烯酰胺改性海藻酸鈉（SA-DAAM）為共混材料，改善CS-GP凝膠存在溫敏相變時(shí)間較長(zhǎng)，機(jī)械強(qiáng)度差，易于溶脹和降解，熱穩(wěn)性差等問(wèn)題，對(duì)CS-GP溶膠的凝膠化速率、凝膠機(jī)械強(qiáng)度、膜孔徑等性能進(jìn)行調(diào)控。

1? 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

殼聚糖（CS，脫乙酰度>95.0%），海藻酸鈉（SA，粘度>400mPa.s），雙丙酮丙烯酰胺（DAAM，純度為99%），均購(gòu)于上海阿拉丁生化科技股份有限公司;β-甘油磷酸鈉（β-GP，純度為98%），購(gòu)于上海麥克林生化科技有限公司;碳酸氫鈉;過(guò)硫酸鉀;無(wú)水氯化鈣;氯化鈉;氯化鉀;鹽酸;氫氧化鈉;純度均為AR，均購(gòu)于成都市科龍化工試劑廠。

1.2 雙丙酮丙烯酰胺改性海藻酸鈉的合成

利用自由基接枝共聚法[7]，以過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑，使海藻酸鈉的-OH產(chǎn)生自由基，與雙丙酮丙烯酰胺的-C=C-發(fā)生反應(yīng)，制得海藻酸鈉-聚雙丙酮丙烯酰胺共聚物，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：稱取3.00g的海藻酸鈉，放入裝有300mL蒸餾水的圓底燒瓶中，常溫下磁力攪拌1h，使海藻酸鈉充分溶解。再稱取3.60g雙丙酮丙烯酰胺投入上述溶液中，繼續(xù)攪拌30min，然后加入9 mL 2g/L過(guò)硫酸鉀繼續(xù)攪拌30min，置于90℃中持續(xù)攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)完全后得到乳白色溶液。冷卻后將其裝入規(guī)格為（Mw：8000-14000）的透析袋中用蒸餾水透析，每日更換蒸餾水3～4次，透析7d，透析完成后進(jìn)行冷凍干燥，得到白色產(chǎn)物雙丙酮丙烯酰胺改性海藻酸鈉（SA-DAAM）。

1.3 GP-CS、GP-CS-SA和GP-CS-SA-DAAM復(fù)合水凝膠的制備

（1）稱取2.20 g殼聚糖（CS）溶于100 mL 0.1 mol/L 稀鹽酸中（鹽酸現(xiàn)用現(xiàn)配），攪拌2h使殼聚糖充分溶解，制備得到2.2% （w/v）殼聚糖鹽酸溶液，將其置于4 ℃處冷藏備用。

（2）稱取3.50 g β-甘油磷酸鈉（GP）并溶于6.25mL蒸餾水中，制備得56%（w/v） GP水溶液。將GP水溶液緩慢滴入（1）中殼聚糖鹽酸溶液，調(diào)pH=7.2±0.02，冰浴條件下攪拌30 min，得到GP-CS溶膠，將其置于4 ℃處冷藏備用。

（3）將2.00g雙丙酮丙烯酰胺改性的海藻酸鈉（SA-DAAM）溶于100mL蒸餾水中，充分溶解后得到2% （w/v）的SA-DAAM溶液。

（4）將一定量SA、SA-DAAM溶液邊攪拌邊緩慢滴入上述的GP-CS溶膠中，冰浴攪拌30 min。GP-CS溶膠與SA溶液、GP-CS溶膠與SA-DAAM溶液均按質(zhì)量比為8：2、7：3、6：4、5：5、4：6、3：7、2：8進(jìn)行混合，冰浴攪拌完成后得到不同質(zhì)量比的GP-CS-SA水溶膠、GP-CS-SA-DAAM復(fù)合水溶膠。

（5）將（2）、（4）配制的溶膠分別倒入模具中并置于37℃水浴中進(jìn)行凝膠化反應(yīng)，制得GP-CS水凝膠、GP-CS-SA復(fù)合水凝膠、GP-CS-SA-DAAM復(fù)合水凝膠。

1.4 測(cè)試與表征

1.4.1 SA-DAAM紅外表征及接枝率的計(jì)算

Spectrum RX/BX型傅里葉紅外變換光譜儀（美國(guó)Perkin Elmer公司）：掃描范圍4000-500cm-1，將冷凍干燥好的原料藥品，采用溴化鉀壓片法制備待測(cè)樣品（SA，SA-DAAM），將待測(cè)樣品固定在樣品架上，采用傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)行檢測(cè)。

接枝率D%的計(jì)算公式如式：

（1）

式中，M1為SA-DAAM的質(zhì)量（g），M2為SA的質(zhì)量（g）。

1.4.2 溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)化時(shí)間的測(cè)試

將2mL GP-CS溶膠、GP-CS-SA溶膠、GP-CS-SA-DAAM混合溶膠注入玻璃試管中，置于37℃恒溫水浴，開始計(jì)時(shí)。每隔10 s將試管取出后，傾斜并觀察試管中溶膠的流動(dòng)狀況，當(dāng)傾斜試管時(shí)溶膠并無(wú)流動(dòng)行為，則記錄下時(shí)間，為溶膠-凝膠化的時(shí)間。平行測(cè)定3次，計(jì)算平均值。繪制出GP-CS-SA、GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠隨SA、SA-DAAM濃度的相轉(zhuǎn)變時(shí)間曲線。

1.4.3 復(fù)合凝膠的紅外表征

Spectrum RX/BX型傅里葉紅外變換光譜儀（美國(guó)Perkin Elmer公司）：掃描范圍4000-500cm-1，將冷凍干燥好的復(fù)合凝膠與干燥好的原料藥品，采用溴化鉀壓片法制備待測(cè)樣品（CS，GP，SA，SA-DAAM，GP-CS，GP-CS-SA，GP-CSSA-DAAM），將待測(cè)樣品固定在樣品架上，采用傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)行檢測(cè)。

1.4.4 復(fù)合凝膠的形貌表征

EV018型掃描電子顯微鏡（德國(guó)ZEISS SIGMA）：將冷凍干燥好的復(fù)合水凝膠切取橫截面，對(duì)其表面進(jìn)行噴金后，采用德國(guó)ZEISS SIGMA的電子顯微鏡進(jìn)行掃描觀察并記錄，表征凝膠截面的微觀形貌。

1.4.5 復(fù)合凝膠的熱穩(wěn)定性測(cè)定

HQT-4型全自動(dòng)熱差分析儀（北京恒久科學(xué)儀器廠）：采用熱重分析儀對(duì)GP-CS-SA、GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠進(jìn)行熱分析。在N2保護(hù)下實(shí)驗(yàn)的溫度范圍為20℃～600℃，以10℃/min升溫速率測(cè)試復(fù)合凝膠質(zhì)量損失;

1.4.6 復(fù)合凝膠的平衡溶脹測(cè)定

（1）模擬淚液配制[8]：精確稱量2.18g碳酸氫鈉，0.06g無(wú)水氯化鈣，6.78g氯化鈉，1.38g氯化鉀，溶于蒸餾水中，用現(xiàn)配的0.1 mol/L氫氧化鈉或0.1 mol/L稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液至pH=7.4，定容至1 L。

（2）將復(fù)合溶膠倒于自制的大小相同模具中，置于37 ℃中水浴加熱，使其溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z后，將取出的凝膠，分別浸泡在37℃的模擬淚液中，每隔一段時(shí)間后，取出模擬淚液中溶脹后的凝膠，用濾紙吸走凝膠表面的水分，采用精密度為（0.0001g）的分析天平進(jìn)行凝膠質(zhì)量的稱量。平衡溶脹率（ESR）用公式（2）表示。

（2）

式中W1與W2分別是凝膠浸泡在模擬淚液后的質(zhì)量與凝膠未浸泡在模擬淚液中的質(zhì)量。

1.4.7 復(fù)合凝膠的降解測(cè)定

將復(fù)合溶膠倒于自制的大小相同模具中，置于37℃水浴加熱，使其溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z后，將取出的凝膠記初始質(zhì)量記為M0。將取出的凝膠放入37℃模擬淚液中，每隔24h取出凝膠，用濾紙吸走凝膠表面的水分，稱量復(fù)合凝膠的質(zhì)量，記為Mt。。以公式（3）表征復(fù)合凝膠的降解率，每個(gè)濃度平行測(cè)定3次。

（3）

2? 結(jié)果與討論

2.1 SA、SA-DAAM的紅外表征分析

圖1中，在SA光譜圖中，3436.02cm-1處為-OH的伸縮振動(dòng)峰，1618.90cm-1與1404.42cm-1分別是羧基的不對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。1031.84cm-1是C-O的伸縮振動(dòng)峰。與SA的紅外光譜相比，SA-DAAM光譜圖上多了1648cm-1處的C=O伸縮振動(dòng)峰，在 3374.77cm-1處為-NH-的吸收峰，說(shuō)明SA與DAAM之間發(fā)生了反應(yīng)，DAAM分子成功接枝上SA的側(cè)鏈。

2.2 SA-DAAM接枝率的計(jì)算

根據(jù)接枝率公式（1）計(jì)算，海藻酸鈉投入量為3.00g，雙丙酮丙烯酰胺投入量為3.60g，過(guò)硫酸鉀投入量為9mL，且反應(yīng)溫度為90 ℃時(shí)，雙丙酮丙烯酰胺改性海藻酸鈉的接枝率達(dá)到了66%。

2.3 SA-DAAM與SA對(duì)GP-CS溶膠相轉(zhuǎn)化時(shí)間的作用

表1所示，當(dāng)CS濃度為2.20%（w/v）、GP濃度為56%（w/v）、CS與GP水溶液體積比為16∶1時(shí)，溶膠發(fā)生凝膠化反應(yīng)所需時(shí)間為660s。在pH=7.2，CS側(cè)鏈鏈上存在-OH和-NH3+，GP鏈上存在-OH和PO43-。常溫條件下，將CS溶液與GP溶液混合時(shí)，CS鏈上-NH3+、GP鏈上-OH與水分子形成強(qiáng)烈氫鍵，減弱了CS鏈上-NH3+與GP鏈上PO43-的靜電作用力。當(dāng)體系溫度升高至37℃時(shí)，CS與H2O、GP與H2O分子間氫鍵部分?jǐn)嗔?，同時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量為198的GP在CS分子網(wǎng)絡(luò)中擴(kuò)散系數(shù)增大，增強(qiáng)了GP鏈上PO43-與CS 鏈上-NH3+間靜電作用力，溶膠從無(wú)序狀態(tài)變?yōu)橛行蚪Y(jié)構(gòu)的凝膠態(tài)[8]。在此基礎(chǔ)上，文中采用SA及SA-DAAM對(duì)GP-CS 溶膠的凝膠化速率進(jìn)行調(diào)控。當(dāng)W（GP-CS）：W（SA）由8：2上升到5：5時(shí)，溶膠在37℃恒溫水浴中凝膠化時(shí)間由120s縮短至30s，這是因?yàn)殡S著體系SA含量增大，SA分子鏈COO-增多，與CS鏈上-NH3+結(jié)合率增大，縮短凝膠化時(shí)間[9]。當(dāng)W（GP-CS）：W（SA-DAAM）由8：2上升到5：5時(shí)，溶膠在37℃恒溫水浴中凝膠化時(shí)間由90s縮短至15s，這是因?yàn)殡S著體系SA-DAAM含量增大，SA-DAAM分子鏈COO-增多，與CS鏈上-NH3+結(jié)合率增大，縮短凝膠化時(shí)間。15S的相變時(shí)間既能為淚道栓塞術(shù)提供所需的注射操作時(shí)間，又能保證進(jìn)入淚道的溶膠快速轉(zhuǎn)變?yōu)槟z。

2.4 CS、GP、GP-CS、GP-CS-SA和GP-CS-SA-DAAM的紅外圖譜分析

在CS的紅外圖譜線上，3651-3041cm-1處，是醇羥基伸縮振動(dòng)峰與胺基伸縮振動(dòng)峰重疊而增寬的多重伸縮振動(dòng)吸收峰，2877.71cm-1處是C-H的伸縮振動(dòng)吸收峰。在1599.51cm-1，1384.75 cm-1，1155.13cm-1和1094.93cm-1處分別是-NH2的面內(nèi)彎曲伸縮振動(dòng)峰，C-CH3的對(duì)稱變形伸縮吸收峰，環(huán)上C-O伸縮振動(dòng)吸收峰和醇羥基的變角振動(dòng)峰。在GP的紅外光譜上，3430.62cm-1處為-OH的伸縮振動(dòng)峰，1075.37cm-1處是磷酸根的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰，而950.80cm-1處是磷酸根的對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。

在GP-CS光譜圖上，-OH和-NH的重疊峰從3430.62cm-1變成了3415.84cm-1，表明GP分子中的醇羥基與CS分子中的胺基發(fā)生了相互作用。而C=O伸縮振動(dòng)峰從1717.22cm-1紅移至1663.23cm-1，且-NH的變形伸縮振動(dòng)峰由1599.51cm-1紅移至1538.28cm-1，表明了CS分子上的胺基與GP分子上的磷酸根發(fā)生靜電絡(luò)合反應(yīng)。GP-CS-SA的紅外光譜圖上出現(xiàn)了CS、GP和GP-CS的所有特征吸收峰。與SA圖譜相比，GP-CS-SA復(fù)合凝膠中海藻酸鈉的O-H變形振動(dòng)吸收峰、C=O伸縮振動(dòng)吸收峰和C-O伸縮吸收峰均減弱，說(shuō)明復(fù)合凝膠中海藻酸鈉分子上的-COO-與殼聚糖分子上的-NH3+發(fā)生了離子間的靜電結(jié)合。GP-CS-SA-DAAM的紅外光譜上都出現(xiàn)了CS、GP和GP-CS的所有特征吸收峰。與SA-DAAM光譜相比，GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠中的O-H變形振動(dòng)吸收峰減弱，C=O伸縮振動(dòng)吸收峰和C-O伸縮吸收峰也減弱，這一結(jié)果說(shuō)明SA-DAAM分子上的-COO-與CS分子上的-NH3+發(fā)生了離子間的靜電結(jié)合。

2.5 GP-CS、GP-CS-SA和GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠的形貌表征分析

圖3（a）為GP-CS的微觀形貌結(jié)構(gòu)，圖3（b）、（c）、（d）、（e）是GP-CS-SA復(fù)合凝膠質(zhì)量比為8：2，7：3，6：4，5：5的微觀形貌結(jié)構(gòu)，圖3（f）、（g）、（h）、（i）是GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠質(zhì)量比為8：2，7：3，6：4，5：5的微觀形貌結(jié)構(gòu)。從圖3（a）、（b）、（c）、（d）、（e）可以看出GP-CS與不同濃度梯度比的GP-CS-SA凝膠，其孔徑不僅疏松寬大且孔壁的結(jié)構(gòu)較薄;而圖3（f）、（g）為GP-CS-SA-DAAM質(zhì)量比為8：2、7：3，可觀察到其凝膠孔徑較小且孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，而圖4（h）、（i）圖片均可觀察到凝膠明顯緊密排列的篩孔，且孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，分布相對(duì)均勻，孔壁較厚。結(jié)果表明，隨著SA-DAAM濃度的增大，其孔隙結(jié)構(gòu)越發(fā)達(dá)，孔壁的機(jī)械強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)且凝膠的篩孔排列緊密，特別是GP-CS-SA、GP-CS-SA-DAAM質(zhì)量比同為5：5時(shí)，GP-CS-SA-DAAM凝膠的孔隙結(jié)構(gòu)較GP-CS-SA凝膠的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，都極大說(shuō)明了SA-DAAM對(duì)GP-CS凝膠結(jié)構(gòu)有著較為明顯的調(diào)控作用。

2.6 原料及復(fù)合凝膠的熱重分析

如圖4（a）所示，CS受熱時(shí)，其DTA曲線在60℃左右出現(xiàn)一個(gè)明顯的吸熱峰。在50～100℃溫度范圍內(nèi)TG曲線失重率僅為-8.02%，說(shuō)明CS在此范圍內(nèi)，只失去水，沒有發(fā)生降解反應(yīng)。TG曲線在230℃～550℃出現(xiàn)兩個(gè)明顯的失重峰，總的失重量占總重量的82%左右，故圖中4（a）DTA曲線中297℃左右的放熱峰為CS的熱降解峰。

GP有五個(gè)結(jié)晶水，如圖4（b）所示，GP受熱時(shí)，其DTA曲線在77℃，265℃左右出現(xiàn)兩個(gè)明顯的吸熱峰，在345℃左右出現(xiàn)一個(gè)放熱峰。在55℃～84℃溫度范圍內(nèi)TG曲線失重率僅為-6.27%，GP在此范圍內(nèi)，只脫去結(jié)晶水，無(wú)降解反應(yīng)發(fā)生，在238℃～274℃溫度范圍內(nèi)TG曲線失重率為-16.28%，GP進(jìn)一步脫去結(jié)晶水。TG曲線在310℃～380℃出現(xiàn)兩個(gè)明顯的失重峰，失重率為-7.87%，而GP的熔點(diǎn)>300℃，故圖中4（a）的DTA曲線中347℃左右的放熱峰為GP的熔點(diǎn)峰。

如圖4（c）所示，SA受熱時(shí)，DTA曲線在76℃左右出現(xiàn)一個(gè)明顯的吸熱峰，在238℃、394℃、551℃左右分別出現(xiàn)了放熱峰。席國(guó)喜[10]等研究表明海藻酸鈉分子60℃～170℃脫去結(jié)合水，220℃～280℃之間SA分子裂解為中間產(chǎn)物，300℃～370℃為中間產(chǎn)物進(jìn)一步裂解并部分碳化，560℃左右氧化成Na2O。圖4（c）中在42℃～124℃溫度范圍內(nèi)SA的TG曲線失重率為-10.91%，在此范圍內(nèi)，僅為SA分子內(nèi)水分的失去，在212℃～255℃溫度范圍內(nèi)TG曲線失重率為-31.73%，說(shuō)明SA分子鏈斷裂，進(jìn)行了裂解反應(yīng)。TG曲線在351℃～577℃出現(xiàn)兩個(gè)明顯的失重峰，失重率為-10.42%，故而394℃、551℃左右分別出現(xiàn)的放熱峰表明了SA分子中間產(chǎn)物進(jìn)一步裂解和氧化形成Na2O。

如圖4（d）所示，SA-DAAM受熱時(shí)，DTA曲線在80 ℃，269 ℃左右分別出現(xiàn)吸熱峰，252 ℃左右出現(xiàn)放熱峰。TG曲線在35～126 ℃內(nèi)SA-DAAM失重率為-12.19%，此為SA-DAAM分子內(nèi)部結(jié)合水的失去，在220～288 ℃內(nèi)，SA-DAAM失重率為-42.58%，說(shuō)明SA-DAAM發(fā)生了降解反應(yīng)。

圖4（e）、（f）、（g）、（h）、（i）、（j）、（k）、（l）、（m）分別是GP-CS、GP-CS與SA質(zhì)量比分別為8：2、7：3、6：4、5：5，GP-CS與SA-DAAM質(zhì)量比分別為8：2、7：3、6：4、5：5的復(fù)合水凝膠熱重圖。圖中的復(fù)合凝膠DTA曲線在26～113 ℃之間都出現(xiàn)了一個(gè)明顯的吸熱峰，且復(fù)合水凝膠的TG曲線中在26～113 ℃內(nèi)的失重率在-22%左右，說(shuō)明復(fù)合凝膠在此溫度范圍內(nèi)，失去凝膠分子內(nèi)的水。圖中的復(fù)合凝膠DTA曲線在150-300 ℃之間都出現(xiàn)了一個(gè)明顯的吸熱峰，凝膠中聚合物發(fā)生分解。GP-CS、GP-CS-SA、GP-CS-SA-DAAM復(fù)合水凝膠的TG-DTA曲線有不同程度的變化，但總體趨勢(shì)相差無(wú)幾，因此可以認(rèn)為，GP-CS、GP-CS-SA、GP-CS-SA-DAAM復(fù)合水凝膠的熱穩(wěn)定性沒有很顯著差異。

2.7 GP-CS-SA、GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠的溶脹特性

圖5是GP-CS-SA在37℃模擬淚液中的溶脹性能研究。隨著SA濃度的增加，GP-CS-SA復(fù)合水凝膠的溶脹率也隨著增加。當(dāng)W（GP-CS）：W（SA）為8：2時(shí)，凝膠在37℃模擬淚液中的平衡溶脹率為12%，質(zhì)量比為7：3時(shí)，平衡溶脹率為22%，質(zhì)量比為6：4時(shí)，平衡溶脹率為30%，質(zhì)量比為5：5時(shí)，平衡溶脹率高達(dá)45%?？煽闯鯯A濃度對(duì)凝膠溶脹性能具有較為明顯的影響。

圖6是GP-CS-SA-DAAM在37 ℃模擬淚液中的溶脹性能研究，圖中同樣表明了SA-DAAM濃度對(duì)凝膠溶脹性能的影響，其濃度越高，凝膠的平衡溶脹率越增高。當(dāng)W（GP-CS）：W（SA-DAAM）為8：2時(shí)，平衡溶脹率為13%，質(zhì)量比為7：3時(shí)，平衡溶脹率為14%，質(zhì)量比為6：4時(shí)，平衡溶脹率為16%，而質(zhì)量比為5：5時(shí)平衡溶脹率則達(dá)到19%。GP-CS-SA-DAAM四個(gè)不同濃度梯度的復(fù)合凝膠溶脹率小幅度增加，這是由于雙病酮丙烯酰胺的-C=C-與SA側(cè)鏈上的羥基進(jìn)行反應(yīng)，使SA-DAAM共聚物呈現(xiàn)疏水性，故GP-CS-SA-DAAM在模擬淚液中的平衡溶脹率較GP-CS-SA的平衡溶脹率低。

故當(dāng)W（GP-CS）：W（SA）與W（GP-CS）：W（SA-DAAM）同為5：5時(shí)，GP-CS-SA平衡溶脹率高達(dá)到45%，GP-CS-SA-DAAM平衡溶脹率僅為19%。因?yàn)槿说臏I小管直徑很小，僅為0.5～0.8 mm，雖然有彈性但極其有限，故注射用的復(fù)合溶膠溶脹性能需要控制在適宜的范圍內(nèi)。

2.8 GP-CS-SA、GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠的降解特性

圖7和圖8是SA、SA-DAAM濃度分別對(duì)GP-CS-SA與GP-CS-SA-DAAM凝膠的降解性能研究。由圖中可看出當(dāng)SA、SA-DAAM濃度增大時(shí)，GP-CS-SA、GP-CS-SA-DAAM在1～2天內(nèi)會(huì)發(fā)生溶脹作用，隨后才會(huì)發(fā)生降解。在第3～7天，W（GP-CS）：W（SA）、W（GP-CS）：W（SA-DAAM）同為為8：2、7：3、6：4、5：5時(shí)，GP-CS-SA-DAAM的殘留率比GP-CS-SA的殘留率要高。W（GP-CS）：W（SA）、W（GP-CS）：W（SA-DAAM）同為5：5時(shí)，GP-CS-SA殘留率保持在9.08%，GP-CS-SA-DAAM的殘留率保持在10.02%。說(shuō)明GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠較GP-CS-SA復(fù)合凝膠，更適合調(diào)控可注射水凝膠在淚道治療中的時(shí)間。

3? 結(jié)語(yǔ)

本文采用自由接枝共聚法，以過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑，雙丙酮丙烯酰胺（DAAM）改性的海藻酸鈉（SA），制得的海藻酸鈉-雙丙酮丙烯酰胺（SA-DAAM）共聚物。通過(guò)物理交聯(lián)法，將SA、SA-DAAM分別與GP-CS復(fù)合制得GP-CS-SA、GP-CS-SA-DAAM復(fù)合水凝膠。將GP-CS-SA與GP-CS-SA-DAAM復(fù)合水凝膠性能相比，GP-CS-SA-DAAM體系相轉(zhuǎn)變時(shí)間較短，溶脹性能較好，微觀結(jié)構(gòu)孔隙更發(fā)達(dá)，機(jī)械強(qiáng)度較強(qiáng)，且降解性能穩(wěn)定?？梢姰?dāng)殼聚糖質(zhì)量濃度為2.2%（w/v），β-甘油磷酸鈉質(zhì)量濃度為56%（w/v），改性海藻酸鈉質(zhì)量濃度為2%（w/v）時(shí)，GP-CS與SA-DAAM質(zhì)量比為5：5時(shí)，GP-CS-SA-DAAM復(fù)合凝膠作為制備淚道栓塞可注射型凝膠是具有一定的優(yōu)越性的。

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