在聚合物中,温度敏感性来自可以是单体单元或聚合物嵌段的亲水和疏水链段之间的平衡。疏水部分之间的分子间和分子内相互作用导致聚合物链聚集或物理交联。热响应智能聚合物,聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)是研究的最常见的智能聚合物体系。当溶液通过临界温度加热时,其从水溶液中急剧相分离。32℃在纯水中,生理盐水几度降低。明胶和角叉菜胶是天然聚合物的例子,其表现出溶胶 - 凝胶转变并且在升高的温度下在溶液中采用无规卷曲构象。在冷却时,部分螺旋形成形成连续的网络。脱乙酰壳多糖是虾和螃蟹壳天然成分的几丁质脱乙酰衍生物,是一种生物相容性的pH依赖性阳离子聚合物,可溶于高达6.2的水中[ 22 ]。Zha等 首先通过胶体模板聚合使用聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝胶作为壳材料制备温度敏感性微胶囊,然后除去模板芯,其可用于温度控制药物释放[ 23 ]。Pelton和Chibante首先报道了1986年基于PNIPA的温敏微凝胶的制备和表征。通过使用沉淀聚合可以产生具有非常均匀的形态的均匀微凝胶。
这个聚合物的作用机理:聚合物在水溶液中的溶解度取决于不同的因素,如温度,分子量或添加剂或助溶剂的添加。在聚合物/溶剂混合物相对于温度的相图显示出单相和两相区域的情况下,临界溶解温度可以被识别为UCST或LCST,通常以误导的方式使用。因此,只有在相图已经确定的情况下才应使用它们。在这种情况下,它是相位图的最大值(UCST)或最小值(LCST)[ 24 ]。来,自|优;尔`论^文/网www.youerw.com
在环境加热到LCST以上的情况下,聚合物链将水合,变得更加疏水,最后崩溃。亲水 - 疏水平衡的变化使得胶束分解,从而释放胶囊化的客体。这种反应可以在内部触发,因为诸如肿瘤组织的一些组织显示出稍高的温度,或者外部可以加热。最常见的单体是N-烷基取代的聚(芳基酰胺),特别是在32℃下经历急剧相变并形成由熵作用驱动的疏水性小球的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAM)。PNIPAAM对于药物递送应用是非常有趣的,因为它没有毒性,其LCST已经接近体温,并且可以通过改变烷基部分或当与其它更亲水的单体共聚时容易地进行微调。通常,为了控制药物释放,通常将交联的NIPAAm共聚物用作磁性药物载体上的包封层。在药物输送期间,预期药物释放几乎不存在于生理或体温,而当达到靶向肿瘤细胞时,快速或受控的药物释放发生在略高于正常体温的情况。PNIPAAM均聚物及其与N,N-二甲基丙烯酰胺的共聚物的负极性是其非生物降解性。最近,为了提高其生物降解性,已经研究了水溶性右旋 - 聚(N-异丙基丙烯酰胺 - 共 - N,N-二甲基丙烯酰胺)[dextrang-poly(NIPAAm-co-DMAAm)]聚合物的合成和生物降解细节[ 25 ]。当PEG溶液加热到PNIPAAM的LCST以上时,聚甘油结合改变了LCST一点,防止了凝胶的沉淀。PEG还具有取决于分子量的LCST,对于药物递送应用通常太高,这可以通过共聚方法再次克服。此外,存在显示温度敏感性并且是合适载体的自然系统。例如,胶原蛋白是具有形成三重螺旋的甘氨酸 - 脯氨酸 - (羟基)脯氨酸(Gly-Pro-Pro(Hyp))的温度敏感性蛋白质。由于三螺旋的解离,它在熔融温度下变成凝胶状。作为实例,发现用胶原模型肽修饰的树枝状大分子的杂化结构表现出温度敏感性质。
在LCST下方如下图 ,热响应块是水合的并且是亲水的。形成胶束,只要聚合物的浓度高于CMC即可。当高于LCST加热,亲水性外壳下降并且药物可移出聚合物的[26,27 ]