способ получения полимерных термочувствительных гидрогелей
Классы МПК: | C08F220/56 акриламид; метакриламид C08F2/44 полимеризация в присутствии добавок, например пластификаторов, красителей, наполнителей |
Автор(ы): | Зефирова О.Н., Обыденнова И.В., Чупов В.В., Платэ Н.А., Валуев Л.И., Бибби Д.М., Сытов Г.А., Валуев И.Л., Должанский П.Е. |
Патентообладатель(и): | Институт нефтехимического синтеза им.А.В.Топчиева РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-02-11 публикация патента:
20.01.1997 |
Использование: получение термочувствительных гидрогелей - носителей биологически активных веществ. Сущность изобретения: радикальная сополимеризация N-замещенных производных акриламида с N,N"-метиленбисакриламидом в присутствии 4 - 32% гидрофильного полимера от массы мономеров. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ получения полимерных термочувствительных гидрогелей путем сополимеризации N-замещенных производных акриламида с N, N" -метиленбисакриламидом в водном растворе под действием окислительно-восстановительного катализатора, отличающийся тем, что сополимеризацию проводят в присутствии 4-32% гидрофильного полимера в расчете на массу мономеров.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к способу получения полимерных термочувствительных гидрогелей, применяемых в качестве носителей биологически активных веществ для контролируемого выделения этих веществ в окружающую среду. При использовании термочувствительных гидрогелей в качестве носителей биологически активных веществ, выделяющих эти вещества в окружающую среду в ответ на повышение ее температуры, гидрогели при пониженной температуре насыщают раствором этих веществ. Выделение вещества из гидрогеля происходит при сжатии гидрогеля в результате повышения температуры окружающей среды. После снижения температуры гидрогель должен восстановить свой объем с тем, чтобы при последующем повышении температуры снова выделять биологически активное вещество. Таким образом, основными требованиями к таким гидрогелям являются: высокая степень объемного сжатия гидрогеля при его нагревании, обеспечивающая повышенное количество выделяемого биологически активного вещества, и одновременно высокая остаточная степень набухания, обеспечивающая сохранение внутри гидрогеля достаточного количества вещества, выделяемого при последующем нагревании гидрогеля. Известен способ получения полимерных термочувствительных гидрогелей путем сополимеризации N-замещенных производных акриламида с N, N"- метиленбисакриламидом в водном растворе под действием окислительно-восстановительного катализатора [1]В качестве N-замещенного производного используют N-этилакриламид или N-диметилакриламид, а в качестве окислительно-восстановительного катализатора персульфат аммония и тетраметилэтилендиамин. Получаемые при этом гидрогели имеют степень набухания при 20oC (V20) 16 и 12 г воды/г сухого полимера соответственно, а при 40oC (V40Г) 14 и 10 г воды/г сухого полимера соответственно. Недостатком этого способа является невысокая степень объемного сжатия гидрогелей при их нагревании (V20 V40) 2 мл. Наиболее оптимальными с точки зрения использования в качестве термочувствительных носителей биологически активных веществ являются гидрогели на основе полимеров с низшими критическими температурами растворения, например, на основе N-замещенных производных акриламида. Такие гидрогели набухают в воде при температуре ниже критической, и практически не набухают в воде при температуре выше критической. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения полимерных термочувствительных гидрогелей путем сополимеризации N-замещенных производных акриламида с N, N"-метиленбисакриламидом в водном растворе под действием окислительно-восстановительного катализатора [2] В качестве N-замещенного производного акриламида используют N-изопропилакриламид или N, N"-диэтилакриламид, а в качестве окислительно-восстановительного катализатора персульфат аммония и тетраметилэтилендиамин. Степень набухания получаемых гидрогелей при 25oC равна 10 и 6 г воды/г сухого полимера, а при 40oC равна 2,5 воды/г сухого полимера, соответственно для N-изопропилакриламида и N,N-диэтилакриламида. Недостатком этого способа является невысокая степень объемного сжатия гидрогеля при его нагревании [(V25 V40) 7,5 и 3,5 мл. соответственно] и низкая остаточная степень набухания V40 2,5 мл. Целью предлагаемого способа является увеличение степени объемного сжатия гидрогеля при его нагревании при одновременном повышении остаточной степени набухания. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения полимерных термочувствительных гидрогелей путем сополимеризации N-замещенных производных акриламида с N, N"-метиленбисакриламидом в водном растворе под действием окислительно-восстановительного катализатора сополимеризацию проводят в присутствии 4 32% гидрофильного полимера от массы мономеров. В результате сополимеризации образуется полимерный гидрогель на основе термочувствительного полимера, в котором физически или ковалентно иммобилизованы макромолекулы гидрофильного полимера. Эти макромолекулы предотвращают резкое сжатие гидрогеля при температуре выше критической, обеспечивая тем самым повышение остаточной степени набухания гидрогелей и увеличение степени объемного сжатия гидрогелей. В качестве гидрофильного полимера можно использовать природные или синтетические водорастворимые полимеры, например, белки или их модифицированные производные, полиакриламид, полиметакриламид, поли-N-винилпирролидон, поливиниловый спирт, полиакриловую или полиметакриловую кислоты и т.п. Примеры конкретного выполнения предлагаемого способа. Пример 1. В реактор помещают 2 мл воды, 0,2 г N-изопропилакриламида, 0,002 г N, N"-метиленбисакриламида и 0,065 г сывороточного альбумина, ацилированного хлорангидридом акриловой кислоты. После растворения всех компонентов в реактор вносят окислительно-восстановительный катализатор: 0,8 мг персульфата аммония и 8 мкл N, N, N", N"-тетраметилэтилендиамина. Реактор охлаждают до 10oC и вакуумируют до 10 мм рт.ст. Сополимеризацию проводят при 10oC в течение 30 минут. Образующийся гидрогель измельчают, промывают водой до полного удаления непрореагировавших мономеров (раз по 50 мл) и измеряют степень набухания при 25oC и 40oC. Значения степеней набухания приведены в таблице. Примеры 2 9. Процесс проводят по примеру 1, используя различные гидрофильные полимеры в различных количествах. Значения степеней набухания получаемых гидрогелей при 25 и 40oC приведены в таблице. Пример 10 (контрольный) Процесс проводят по примеру 1, используя гидрофильный полимер в концентрациях ниже или выше заявленных. Свойства получаемого гидрогеля приведены в таблице. Пример 11. Процесс проводят по примеру 1, но вместо N-изопропилакриламида используют равное количество N, N-диэтилакриламида. Степени набухания получаемого гидрогеля при 25 и 40oC равны 18,4 и 8,1 г воды/г сухого полимера, соответственно. V25-V40 10,3 мл.
Класс C08F220/56 акриламид; метакриламид
Класс C08F2/44 полимеризация в присутствии добавок, например пластификаторов, красителей, наполнителей