本发明涉及生物材料表面改性,具体涉及一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法及应用。
背景技术:
1、近年来,随着纳米材料研究的不断深入,功能化和智能化逐渐成为纳米材料研究的重要方向,其中有机-无机复合材料特别受到人们的广泛关注。tio2由于具有高化学稳定性、无毒性和粒径较小等诸多特性,结合具有环境响应能力的有机材料,在药物包覆与缓释、生物催化、涂料等领域有广泛的应用前景,具有巨大的潜在价值。
2、温度响应是最常见的一种环境响应,聚n-异丙基丙烯酰胺是目前研究最多的一种温敏性聚合物,其在32℃附近有一个相变温度,称为最低共溶温度。聚n-异丙基丙烯酰胺在低于最低共溶温度时,其链上含有大量亲水基团,表现为亲水性,同时其多孔结构及非常柔软的特性,可以非常接近地模拟正常组织,具有良好生物相容性,此外较低的界面自由能使得细菌、细胞及蛋白质等在其表面不易吸附。聚n-异丙基丙烯酰胺在高于最低共溶温度时,其链无法与水分子中的氢键相结合,表现为疏水性,表面不再具有抗菌性,同时其优异的生物相容性利于其在细胞表面的黏附,能够用于药物的定向释放。然而,对水凝胶的药物控释研究仍存在技术难度高,可控性差,生物相容性差等诸多问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决上述技术问题,而提供一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法及应用。
2、如图1所示,一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法,按以下步骤进行:
3、步骤s1:聚二甲基硅氧烷匀涂层制备;
4、将聚二甲基硅氧烷和固化剂置于离心搅拌机中,混合3~4min,得到混合物;将混合物浇注到预处理后的基板上,然后将基板固定到匀胶机上,启动匀胶机,在基板表面形成pdms涂层,再置于热台上固化,得到固化后的pdms涂层-基板;
5、步骤s2:二氧化钛纳米层制备;
6、通过喷枪将二氧化钛纳米颗粒悬浮液均匀喷涂到步骤s1中固化后的pdms涂层-基板上,烘干,得到烘干后的pdms涂层-基板;
7、步骤s3:光引发剂的接枝;
8、在波长为590nm的黄光环境下,将步骤s2中烘干后的pdms涂层-基板浸入到二苯甲酮溶液中,浸泡10~15min后,冲洗、干燥,得到处理后的pdms涂层-基板;
9、步骤s4:单体聚合接枝;
10、在波长为590nm的黄光环境下,将n-异丙基丙烯酰胺和交联剂n,n'-亚甲基双丙烯酰胺溶解在去离子水中,所述的n-异丙基丙烯酰胺与交联剂n,n'-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为100:(1~1.5);然后将步骤s3中处理后的pdms涂层-基板浸入到去离子水中,使用紫外灯照射10~20min后,冲洗基板并干燥,最后脱模,得到润湿性可逆切换的温敏性水凝膜(如图2所示);
11、所述的聚二甲基硅氧烷、二氧化钛纳米颗粒悬浮液中的二氧化钛纳米颗粒与n-异丙基丙烯酰胺的质量比为(5~12):(0.2~0.25):(2~4)。
12、一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的应用,所述的润湿性可逆切换的温敏性水凝膜在制备具有温度响应和紫外光响应的药物中的应用。
13、本发明的原理:
14、本发明对基板材料旋涂pdms,喷涂二氧化钛颗粒构建纳米粗糙层,随后利用化学接枝在其表面负载聚异丙基丙烯酰胺水凝胶涂层,以达到温度响应的选择性生物学效应。
15、本发明的有益效果:
16、本发明一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜,同时具有温度响应与紫外光响应的特点。本发明形成的温敏性复合凝胶结合了智能凝胶和纳米颗粒两者的性能,负载其他物质后可实现紫外光和温度条件下物质的有效控释。本发明的光热响应型复合凝胶,表面结构稳定、粗糙度均匀可调,此外制备和操作方法简单,反应条件温和易控。
17、本发明可获得一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法及应用。
1.一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法,其特征在于该制备方法按以下步骤进行:
2.根据权利要求1所述的一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法,其特征在于步骤s1中将聚二甲基硅氧烷和固化剂置于离心搅拌机中,先正转1.5~2min后,再反转1.5~2min。
3.根据权利要求1或2所述的一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法,其特征在于步骤s1中所述的聚二甲基硅氧烷与固化剂的质量比为(8~10):1,所述的固化剂为道康宁184。
4.根据权利要求1所述的一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法,其特征在于步骤s1中所述的预处理后的基板按以下步骤处理:将基板置于超声清洗机中超声清洗10~20min,超声结束后用去离子水冲洗3~5次,再用氮气吹干后放入65~70℃的真空干燥箱内干燥10~20min;所述的基板为硅基板。
5.根据权利要求1所述的一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法,其特征在于步骤s1中将基板固定到匀胶机上,启动匀胶机,先以500~600r/min的转速预转10~12s,再以1500~2000r/min的转速旋转50~60s,在基板表面形成pdms涂层,再置于热台上在90~120℃下固化20~60min。
6.根据权利要求1所述的一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法,其特征在于步骤s2中所述的二氧化钛纳米颗粒悬浮液按以下步骤制备:将平均粒径为25nm的二氧化钛纳米颗粒加入到无水乙醇中,使用超声波破碎仪在300w的功率下均匀分散,得到浓度为5%的二氧化钛纳米颗粒悬浮液,所述的二氧化钛纳米颗粒与无水乙醇的质量比为(0.2~0.25):(3.8~4.75);步骤s2中烘干温度为65~70℃。
7.根据权利要求1所述的一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法,其特征在于步骤s3中所述的二苯甲酮溶液按以下步骤制备:将2g二苯甲酮加入到18g无水乙醇中,混合均匀后,得到浓度为10%的二苯甲酮溶液;步骤s3中使用去离子水冲洗冲洗后,再置于65~70℃的干燥箱中干燥。
8.根据权利要求1所述的一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法,其特征在于步骤s4中n-异丙基丙烯酰胺、交联剂n,n'-亚甲基双丙烯酰胺与去离子水的质量比为2:(0.02~0.03):(17.97~17.98)。
9.根据权利要求1所述的一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的制备方法,其特征在于步骤s4中紫外灯的波长为340~365nm,功率为300~500w;步骤s4中紫外灯照射后,先使用无水乙醇和去离子水交替冲洗3~4次,再置于65~70℃的干燥箱内干燥。
10.如权利要求1-9任意一项所述的方法制备的一种润湿性可逆切换的温敏性水凝膜的应用,其特征在于所述的润湿性可逆切换的温敏性水凝膜在制备具有温度响应和紫外光响应的药物中的应用。
