技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于細菌纖維素復合材料領(lǐng)域，特別涉及一種具有溫度響應(yīng)細菌納米纖維素復合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

細菌纖維素(Bacterial cellulose，BC)是一種由某些細菌分泌的纖維素，其中使用最為廣泛的為木葡萄糖醋酸桿菌(Gluconacetobacter xylinus，也曾稱為木醋桿菌Acetobacter xylinus)。細菌纖維素微觀結(jié)構(gòu)是由寬度為30至100納米，厚3至8納米的纖維素條帶交織成無規(guī)則的納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。與植物纖維素相比，細菌纖維素具有高化學純(不含木質(zhì)素、半纖維素)、精細納米結(jié)構(gòu)、高楊氏模量、高持水性、高結(jié)晶度、良好的生物相容性等特征，被看作是一種具有廣闊應(yīng)用前景的生物材料。

通過發(fā)酵直接獲得的細菌纖維素水凝膠含水量極高，以吸收自身干重的60-700倍的重的水凝膠狀態(tài)存在。但是當細菌纖維素干燥失去水分后，由于細菌纖維素中大量的羥基形成極強的分子內(nèi)和分子間氫鍵，使得原本的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)坍塌、板結(jié)，形成致密且薄的細菌纖維素干膜。這類細菌纖維素干膜只能吸收自身干重3-15倍的水，并且無法恢復原本的水凝膠狀態(tài)，也無法恢復具有大量纖維間孔隙的三維納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)條件下研究者普遍認為，通過簡單加熱干燥或者蒸發(fā)或者擠壓作用造成的細菌纖維素水凝膠的完全失水，難以通過簡單復水恢復成原凝膠狀態(tài)。細菌纖維素干膜不具備水凝膠膜的眾多優(yōu)秀性能，使其應(yīng)用及性能受到極大限制?，F(xiàn)有保持細菌纖維素吸水溶脹能力的方式主要是通過將材料凍結(jié)成固體下的真空冷凍干燥的方式(參考文章Effect of post-synthetic processing conditions on structural variations and applications of bacterial cellulose，Cellulose,2013,20(1):253-263.)，及對細菌纖維素羥基集團進行化學修飾，以減少氫鍵的作用(參考專利申請200910069371.4高復水性細菌纖維素膜的制備方法)。冷凍干燥的方法，體積上保持了水凝膠態(tài)時的體積，同時較好地保留了原有孔隙結(jié)構(gòu)，獲得泡沫狀細菌纖維素干膜，因此可以吸水，但體積溶脹率不高。同時材料的強度較低，易被折斷、壓陷，保存困難。另外該干燥技術(shù)耗能巨大，使用過程復雜。采用化學修飾方法，將原本大量存在的羥基基團修飾，使得氫鍵大量減少，使得細菌纖維素干膜的機械強度不可避免的下降，該方法改變了細菌纖維素的原有的表面化學特性，特別是原富羥基表面的親水特性。材料表面親水特性的降低直接降低了材料對于細胞的親和性以及削弱材料的血液相容特性等多種優(yōu)秀性能。

pH響應(yīng)水凝膠是一類新型智能材料，其溶脹及退溶脹行根據(jù)pH條件的變化而變化。細菌纖維素水凝膠本身并不具備pH響應(yīng)下的溶脹性能?，F(xiàn)有細菌纖維素pH響應(yīng)智能水凝膠的制備是通過化學接枝的方式改變細菌纖維素表面化學基團(如通過電子束接枝聚丙烯酸參考文獻Unique stimuli responsive characteristics of electron beam synthesized bacterial cellulose/acrylic acid composite,Journal of Applied Polymer Science,2010,116(5):2920–2929.)。通過這種方式獲得的細菌纖維素材料的表面化學特性及富羥基性能會發(fā)生改變，另外丙烯酸、丙烯酸酰胺、丙烯氰這類用于接枝的共聚類單體具有很高生物毒性和很低的生物降解性能，不利于該類復合材料在生物醫(yī)用領(lǐng)域中的使用。

半互穿雙網(wǎng)絡(luò)(Semi-interpenetrating double networks)是在指在某聚合物網(wǎng)絡(luò)中，穿透或摻雜纏結(jié)了另一種聚合物。這種相互纏結(jié)的結(jié)構(gòu)大大提高了凝膠的強度，同時聚合物網(wǎng)絡(luò)與摻雜的聚合物間幾乎無化學鍵交聯(lián)，使得聚合物的優(yōu)良特性可以有效保留。通過化學鍵交聯(lián)摻雜的聚合物，形成兩個相互纏結(jié)但無化學交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)，便形成了互穿雙網(wǎng)絡(luò)(Interpenetrating double networks)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有溫度響應(yīng)的細菌納米纖維素復合材料及其制備方法和應(yīng)用，該復合材料具有溫度響應(yīng)性，以溫度控制材料網(wǎng)絡(luò)孔隙大小，控制溶質(zhì)分子透過率，實現(xiàn)藥物可控釋放。復合材料同時具備細菌纖維素高強度、高生物相容性等特征，可以用于傷口敷料、智能藥物載體、傳感器、化學閥等；制備工藝簡單，成本低，具有良好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的一種具有溫度響應(yīng)細菌納米纖維素復合材料，所述復合材料為在細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中摻雜具有溫度響應(yīng)的聚電解質(zhì)。

所述聚電解質(zhì)為聚陰離子電解質(zhì)、聚陽離子電解質(zhì)或兩性聚電解質(zhì)。

所述聚陰離子電解質(zhì)為聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素或聚酸類高分子；所述聚陽離子電解質(zhì)為殼聚糖、陽離子淀粉、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺或聚乙烯吡啶；所述兩性聚電解質(zhì)為羧甲基殼聚糖、蛋白質(zhì)或核酸。

所述聚電解質(zhì)的單體包括N-異乙丙烯基丙烯酰胺或N，N-二甲基丙烯基胺。

所述細菌纖維素基材載有藥物。該藥物可以根據(jù)水凝膠的pH響應(yīng)溶脹能力，實現(xiàn)特定pH條件下藥物快速釋放，而在其他pH條件下藥物緩慢釋放?；蛘呖梢愿鶕?jù)水凝膠的溫度響應(yīng)能力，實現(xiàn)在高于低溫臨界溶解溫度內(nèi)的藥物緩慢釋放，而在低于低溫臨界溶解溫度條件下的藥物快速釋放。

本發(fā)明的一種具有溫度響應(yīng)細菌納米纖維素復合材料的制備方法，包括：

(1)采用zeta電位測定、pH滴定或電位滴定測定聚電解質(zhì)水溶液的pI值與強解離pH范圍；其pI值附近即是復合材料的退溶脹響應(yīng)區(qū)，聚電解質(zhì)發(fā)生強電離時的pH范圍即是其溶脹復水響應(yīng)pH范圍；

(2)采用浸漬法、原位合成法或單體聚合法制備細菌纖維素/聚電解質(zhì)高分子互穿或半互穿雙網(wǎng)絡(luò)高含水水凝膠；

A、浸漬法制備：將通過靜態(tài)或動態(tài)方法培養(yǎng)所獲得的，經(jīng)過堿煮純化后的細菌纖維素膜，進行膜片處理，獲得指定規(guī)格、厚度的細菌纖維素膜。將通過預(yù)設(shè)所確定的某種聚電解質(zhì)配制為1％-8％(w/v)的水溶液，將細菌纖維素膜或者凍干膜浸漬于聚電解質(zhì)高分子溶液中，在30℃至90℃下浸漬2至10天。使聚電解質(zhì)摻雜于細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)中，獲得半互穿雙網(wǎng)絡(luò)復合材料，將所獲的半互穿雙網(wǎng)絡(luò)復合材料浸漬于交聯(lián)劑溶液中1-72h，在交聯(lián)溫度、引發(fā)劑或輻射條件下，引發(fā)摻雜于細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)中的聚電解質(zhì)交聯(lián)獲得互穿雙網(wǎng)絡(luò)復合材料。

B、原位合成法制備：將聚電解質(zhì)添加至細菌纖維素培養(yǎng)基中，靜態(tài)或轉(zhuǎn)鼓動態(tài)培養(yǎng)7-10天，獲得聚電解質(zhì)摻雜的細菌纖維素膜，將獲得的細菌纖維素復合膜在0.5％至4％(w/v)的氫氧化鈉溶液中50-90℃純化2到8個小時，后用去離子水浸泡置換細菌纖維素/聚電解質(zhì)半互穿復合膜至置換的去離子水pH為中性。將純化后的細菌纖維素/聚電解質(zhì)半互穿復合膜浸漬于交聯(lián)劑溶液中，在交聯(lián)溫度、引發(fā)劑或輻射條件下，引發(fā)摻雜于細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)中的聚電解質(zhì)交聯(lián)獲得互穿雙網(wǎng)絡(luò)復合材料。

C、單體聚合法制備(適用于聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等聚合聚電解質(zhì)復合材料的制備)：將通過靜態(tài)或動態(tài)方法培養(yǎng)所獲得的，經(jīng)過堿煮純化后的細菌纖維素膜，進行片膜處理,獲得指定規(guī)格、厚度的細菌纖維素膜。將聚電解質(zhì)單體(丙烯酸、丙烯酰胺、N,N-2乙基丙烯酰胺、(N,N-二甲氨基)乙基異丁烯酸甲酯等單體中一種或者多種)根據(jù)pH的預(yù)設(shè)按不同添加比例配置成質(zhì)量分數(shù)為1％-8％(w/v)的水溶液。

[C1方法]：將細菌纖維素膜浸泡于聚電解質(zhì)單體水溶液中，在0-25℃，80-120rpm頻率下振蕩孵育6h-72h，使得聚電解質(zhì)單體充分擴散入細菌纖維素膜中至接近于平衡。將浸泡好的細菌纖維素膜用去離子水沖洗去表面的殘余溶液，將獲得的膜浸入引發(fā)劑溶液中(包括偶氮類、過氧類、氧化還原類)，聚合反應(yīng)溫度為30-90℃，反應(yīng)時間為1-12h。或者反過來執(zhí)行：將細菌纖維素膜浸泡于引發(fā)劑溶液中(包括偶氮類、過氧類、氧化還原類)，在0-25℃，80-120rpm頻率下振蕩孵育6h-72h，使得引發(fā)劑充分擴散入細菌纖維素膜中至接近于平衡。將浸泡好的細菌纖維素膜用去離子水沖洗去表面的殘余溶液，將獲得的膜浸入聚電解質(zhì)單體水溶液中，聚合反應(yīng)溫度為30-90℃，反應(yīng)時間為1-12h。

[C2方法]：將細菌纖維素膜浸泡于聚電解質(zhì)單體和引發(fā)劑按比例混合的水溶液中(單體：引發(fā)劑＝50:1～500:1)，在0-5℃，80-120rpm頻率下振蕩孵育6h-72h，使得聚電解質(zhì)單體和引發(fā)劑充分擴散入細菌纖維素膜中至接近于平衡。將浸泡好的細菌纖維素膜用去離子水沖洗去表面的殘余溶液，在反應(yīng)溫度為30-90℃條件下，聚合反應(yīng)1-12h。或者在400-1000W的微波下，輻照反應(yīng)1-10min，引發(fā)自由基聚合反應(yīng)，冷卻至反應(yīng)充分完成。

單體聚合成聚電解質(zhì)高分子摻雜于細菌纖維網(wǎng)絡(luò)中獲得細菌纖維素/聚電解質(zhì)半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，將獲得的半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠浸入去離子水中，充分置換1-24h去除其中殘余的單體及引發(fā)劑，獲得半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。如在細菌纖維素膜浸沒過程中，將單體溶液替換為單體和交聯(lián)劑(如甲叉雙丙烯酰胺)共同混合的溶液，或者在引發(fā)劑溶液中加入交聯(lián)劑，可以獲得聚電解質(zhì)相互交聯(lián)的互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。

熱引發(fā)自由基聚合引發(fā)反應(yīng)的步驟可由微波輻照輔助引發(fā)反應(yīng)來替代，即將細菌纖維素膜浸泡于聚電解質(zhì)單體水溶液中或者聚電解質(zhì)單體和交聯(lián)劑混合水溶液中，浸泡6-72h，使得聚電解質(zhì)單體充分擴散入細菌纖維素膜中至接近于平衡，然后加入引發(fā)劑(單體：引發(fā)劑＝50:1～500:1)繼續(xù)浸漬30min-2h，將浸漬完的細菌纖維素膜置于400-1000W的微波下，輻照反應(yīng)1-10min，引發(fā)自由基聚合反應(yīng)，冷卻至反應(yīng)充分完成。

(3)將上述高含水水凝膠完全或者部分脫水，得到干膠或低含水水凝膠。

通過步驟(2)所制備的互穿及半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，可以直接作為pH響應(yīng)水凝膠應(yīng)用，也可以通過脫水，使其先失去部分或全部的水分，獲得具備在特定pH值下可以高復水恢復成水凝膠的干膠及低含水水凝膠。

A、熱干燥脫水：其制備方法為，將通過步驟(2)獲得的半互穿或互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠在聚四氟乙烯板(或者玻璃板、木板、塑料板)上在鼓風干燥箱或真空干燥箱中(25-120℃)干燥。獲得在特定pH值下可高復水的，具有極小體積的干膠片。

B、冷凍干燥脫水：將其干燥至完全脫水，獲得具備pH響應(yīng)的高復水細菌纖維素復合干膜或者泡沫海綿。冷凍干燥的復合膜雖然普遍具有吸水溶脹特性，仍具有在特定pH值響應(yīng)下的有差異的溶脹特性。

C、退溶脹脫水：即利用pH響應(yīng)水凝膠的本身的特性，將其浸泡于復合的聚電解質(zhì)弱電離或非電離時的pH條件下的水溶液中，使得pH響應(yīng)水凝膠自然退溶脹失水。獲得可以較好恢復水凝膠狀態(tài)且具pH響應(yīng)的高復水水凝膠。

本發(fā)明的一種具有環(huán)境響應(yīng)細菌纖維素復合材料的應(yīng)用(示意圖見圖13)，所述復合材料作為多層結(jié)構(gòu)載藥體的儲藥層外側(cè)控制層，當復合材料在該聚電解質(zhì)強電離pH條件下時高溶脹，可實現(xiàn)儲藥層內(nèi)的藥物能夠快速透過控制層釋放；而當在聚電解質(zhì)弱電離或非電離pH條件下時，復合材料溶脹率低，藥物透過率低，可實現(xiàn)儲藥層的藥物緩慢釋放。

本發(fā)明的一種具有溫度響應(yīng)細菌納米纖維素復合材料的應(yīng)用(示意圖見圖13)，所述復合材料作為多層結(jié)構(gòu)載藥體的儲藥層外側(cè)控制層，當復合材料在高于低溫臨界溶解溫度條件下時孔隙率小，藥物透過率低，可實現(xiàn)儲藥層內(nèi)的藥物能緩慢透過控制層釋放；而當在低于低溫臨界溶解溫度條件下時，復合材料孔隙率高，藥物透過率高，可實現(xiàn)儲藥層的藥物快速透過控制層快速釋放。

本發(fā)明的技術(shù)原理(見圖1所示)：以往純細菌纖維素水凝膠失水后難以再溶脹的原因在于，纖維間和纖維內(nèi)的大量氫鍵的形成使得網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)坍塌壓縮，從而形成難以恢復的致密結(jié)構(gòu)。而本發(fā)明通過在細菌纖維素空間網(wǎng)絡(luò)孔隙中添加聚電解質(zhì)，可以形成細菌纖維素-聚電解質(zhì)互穿或者半互穿的雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。聚電解質(zhì)包括聚陰離子電解質(zhì)(譬如肝素、羧甲基纖維素、聚酸類高分子)、聚陽離子電解質(zhì)(譬如殼聚糖、陽離子淀粉、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶等)，及聚兩性電解質(zhì)(譬如羧甲基殼聚糖、蛋白質(zhì)、核酸)，其具有大量的羧基、氨基、磷酸基、磺基等帶電基團，不同的pH值下這些基團具有不同的解離程度，這使得細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)孔隙中的聚電解質(zhì)在不同pH下具有不同的帶電特性(電荷量及電荷種類)。聚電解質(zhì)在不同pH下具有不同的靜電斥力。當在強電離pH條件下，細菌纖維素納米網(wǎng)絡(luò)中的聚電解質(zhì)纖維間及纖維內(nèi)部的靜電斥力大于細菌纖維素及聚電解質(zhì)的纖維間及纖維內(nèi)氫鍵的作用時，細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)中纖維間緊密結(jié)合的氫鍵被聚電解質(zhì)的靜電斥力打開，緊密聚集結(jié)合纖維間出現(xiàn)孔隙，使得原本纖維素在氫鍵緊密結(jié)合下，顯現(xiàn)強大的疏水作用，現(xiàn)轉(zhuǎn)為暴露出大量親水的羥基基團，造成水凝膠開始吸收水份，同時聚電解質(zhì)本身的溶脹也會加快復合水凝膠的溶脹進程，從而達到在特定pH條件下高復水及溶脹特性。當在弱電離pH條件，聚電解質(zhì)間的靜電斥力因電荷量減少而減弱(兩性聚電解質(zhì)還會發(fā)生纖維間及纖維內(nèi)不同電荷的靜電引力增強)，聚電解質(zhì)及細菌纖維素纖維在纖維間氫鍵及范德華力作用下，纖維發(fā)生聚集，水凝膠網(wǎng)絡(luò)孔隙減小，從而引發(fā)水凝膠的退溶脹。

此外，部分聚電解質(zhì)及其衍生物具有溫度響應(yīng)特性，可以分為低溫收縮型和高溫收縮型兩類，前者在低于低溫臨界溶解溫度時聚電解質(zhì)高分子產(chǎn)生收縮狀態(tài)，在高于低溫臨界溶解溫度時聚電解質(zhì)高分子呈現(xiàn)伸展狀態(tài)，而后者正好與之相反。這樣在細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中摻雜具溫度響應(yīng)的聚電解質(zhì)或者具有溫度響應(yīng)的聚電解質(zhì)單體與pH響應(yīng)聚電解質(zhì)單體的共聚物，可獲得具有溫度響應(yīng)的或者具pH和溫度雙重響應(yīng)的細菌纖維素復合物。

具有溫度響應(yīng)細菌纖維素/聚電解質(zhì)(或其衍生物)復合物的響應(yīng)原理(如圖2所示)：當溫度處于聚電解質(zhì)高分子收縮條件下，摻雜于細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)中的聚電解質(zhì)收縮，使得復合材料網(wǎng)絡(luò)孔隙減小，溶質(zhì)分子透過率降低(可用于藥物緩釋)；相反，當溫度處于聚電解質(zhì)高分子伸展狀態(tài)下時，復合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的孔隙增加，溶質(zhì)分子的透過率增加(可用于加快藥物釋放)。

以上所獲的具環(huán)境響應(yīng)細菌纖維素復合物，除了自身可單獨作為藥物的載體，通過環(huán)境響應(yīng)的溶脹特性及水凝膠納米纖維網(wǎng)絡(luò)孔隙的變化，控制藥物釋放速率外；還可以用于局部或傷口給藥系統(tǒng)中常見的多層載藥結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，作為控制藥物釋放速度的控制釋放層(圖13)或者包衣，利用其具環(huán)境響應(yīng)的溶脹特性和水凝膠納米纖維網(wǎng)絡(luò)孔隙的響應(yīng)變化，影響藥物分子的跨膜擴散實現(xiàn)藥物分子透過速率的環(huán)境響應(yīng)控制。

有益效果

本發(fā)明具有溫度響應(yīng)特性，以溫度控制材料網(wǎng)絡(luò)孔隙大小，控制溶質(zhì)分子透過率，實現(xiàn)藥物可控釋放。同時該復合材料保持了細菌納米纖維素高強度、高生物相容性等特性，可以用于智能傷口敷料、智能藥物載體、傳感器、化學閥等；制備工藝簡單，成本低，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為聚電解質(zhì)/細菌纖維素半互穿(互穿)雙網(wǎng)絡(luò)復合物在pH響應(yīng)或者溫度響應(yīng)條件下不同溶脹性能的原理示意圖；

圖2為溫度響應(yīng)聚電解質(zhì)衍生物/細菌纖維素半互穿(互穿)雙網(wǎng)絡(luò)復合物在溫度響應(yīng)條件下引起膜孔隙率變化的原理示意圖；

圖3為不同pH響應(yīng)條件下的復合干膜的平衡溶脹率；

圖4為實施例6制備的細菌纖維素/殼聚糖互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠濕膜在不同pH下的平衡及復水溶脹率；

圖5為實施例7制備的細菌纖維素/聚丙烯酸互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠濕膜在不同pH下的平衡及復水溶脹率；

圖6為實施例8制備的細菌纖維素/聚丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠濕膜在不同pH下的平衡及復水溶脹率；

圖7為實施例8制備的細菌纖維素/聚丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠濕膜反復溶脹退溶脹循環(huán)處理時的溶脹率；

圖8為實施例2、4、5、7、8所制備的溶脹前的復合干膜(或濕膜)實物圖，及其在不同pH條件下溶脹平衡后的形態(tài)效果圖；

圖9為實施例9制備的細菌纖維素/殼聚糖互穿雙網(wǎng)絡(luò)復合凍干膜I在不同pH下的平衡溶脹率；

圖10為載苯扎氯胺藥物的復合濕膜F在不同pH環(huán)境下的釋放速率；

圖11為實施例4所制備的細菌纖維素/羧甲基纖維素半互穿水凝膠凍干后的掃描電鏡圖；

圖12為實施例9所制備的細菌纖維素/殼聚糖互穿水凝膠凍干膜掃描電鏡圖；

圖13為多層載藥給藥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖14為實施例11所制備的細菌纖維素/聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠在不同溫度下時600nm可見光波長范圍內(nèi)的光透過率；

圖15為實施例11所制備的細菌纖維素/聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠分別在4℃及37℃溫度條件下實物照片；

圖16為用于測試藥物在水凝膠中的透過率的水平雙室擴散池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17為實施例11所制備的細菌纖維素/聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠在兩種不同溫度下的藥物累計透過量曲線。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實施例1

(1)選擇的殼聚糖其特征粘度為50-800mPa·S，脫乙酰度為92.0％，測定其等電點pI為4.9，其在pH低于4.9時殼聚糖上的-NH₂轉(zhuǎn)變?yōu)?NH₃⁺的電離平衡偏向于-NH₃⁺，zata電位測定，隨著pH降低，殼聚糖帶電性能增加，當pH低于3.5時，zeta電位超過80mv，分子間的靜電斥力較大，其響應(yīng)溶脹pH為pH低于3.5。

(2)將厚度為2mm，含水比為523.9g/g(含水質(zhì)量：材料干重)的細菌纖維素水凝膠膜通過堿煮和水煮的方式脫除細菌菌體和培養(yǎng)基。將純化后的細菌纖維素膜用適量的醋酸溶解配置2％(w/v)殼聚糖溶液(pH5.0)，50℃下浸泡5天。將浸漬完的細菌纖維素膜，用去離子水沖洗去表面的殘余殼聚糖溶液。獲得半互穿的細菌纖維素/殼聚糖水凝膠。

(3)將細菌纖維素/殼聚糖水凝膠置于聚四氟乙烯板上，在105℃鼓風干燥箱中干燥6h至完全干燥，獲得細菌纖維素/殼聚糖半互穿復合干膜A。

(4)復水溶脹性能測試：配置pH分別為2.2，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0的磷酸-檸檬酸鈉緩沖液，將干燥后的細菌纖維素/殼聚糖干膜和未復合任何材料處理直接采用步驟3干燥的純細菌纖維素膜(對照)稱量其質(zhì)量為m₁，分別置于上述pH緩沖液中37℃下復水12h，測量復水之后的水凝膠膜的質(zhì)量m₂，膜的復水溶脹率SR(Swelling ratio,SR)按如下公式計算：

復合干膜A的pH響應(yīng)復水特性：經(jīng)過測定，細菌纖維素/殼聚糖半互穿雙網(wǎng)絡(luò)干膜A，在pH3.0，pH4.0，pH5.0，pH6.0，pH7.0不發(fā)生吸水溶脹，無法恢復為水凝膠態(tài)(其溶脹率分別為3.42，3.10，3.41，2.52，3.01g/g，各pH下的溶脹率見圖3)，而只在pH2.2時發(fā)生大量吸水溶脹，恢復成水凝膠狀態(tài)(其溶脹率達到43.68g/g)，作為對照組的純細菌纖維素干膜，在各pH下，均不會發(fā)生快速溶脹，難以恢復成水凝膠狀態(tài)，其溶脹率均在4.62g/g。

實施例2

(1)按照實施例1，步驟(1)-(2)制備的細菌纖維素/殼聚糖水凝膠，浸泡于2％(w/v)檸檬酸緩沖液中1小時，使得殼聚糖同過檸檬酸根離子交聯(lián)。然后用去離子水洗去表面的殘余交聯(lián)液。

(2)將獲得的細菌纖維素/殼聚糖水凝膠，置于聚乙烯膜上，25℃鼓風干燥箱中，風干，獲得了細菌纖維素/殼聚糖互穿復合干膜B。

(3)按照實施例1步驟(4)所述方法進行復水溶脹性能測試。

復合干膜B的pH響應(yīng)復水特性：(溶脹率見說明書圖3，實物圖見圖8)經(jīng)過測定，復合干膜B，對在pH4.0-7.0間復合干膜B，不發(fā)生吸水溶脹，不能恢復至水凝膠狀態(tài)，其溶脹率分別為(1.37，1.77，0.80，0.98，0.67g/g)，而對照純細菌纖維素干膜在所有測試pH緩沖液中均不發(fā)生溶脹，其在pH2.2-7.0溶脹率分別為(5.72，5.425，6.25，4.6，4.65，4.22g/g)，而在目標響應(yīng)ph范圍內(nèi)的pH2.2和pH3.0時的復合干膜B可以快速吸收溶脹，從新還原成水凝膠狀態(tài)，溶脹率分別為42.5g/g和12.31g/g。作為對照組的純細菌纖維素干膜，在各pH下，均不會發(fā)生快速溶脹，難以恢復成水凝膠狀態(tài)，其溶脹率均在4.62g/g。

實施例3

(1)按照實施例1，步驟(1)-(2)制備的的細菌纖維素/殼聚糖水凝膠，浸泡于無水乙醇中1小時，使得殼聚糖沉積于細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)中。在將浸泡后的BC重新浸泡于去離子水中4小時置換水凝膠中的乙醇，將獲得的細菌纖維素/殼聚糖水凝膠，置于聚乙烯膜上，25℃鼓風干燥箱或者真空干燥箱中，風干，獲得了細菌纖維素/殼聚糖半互穿復合干膜C。

(2)按照實施例1，步驟4所述方法進行復水溶脹性能測試。

復合干膜C的pH響應(yīng)復水特性：(溶脹率見圖3)經(jīng)過測定，復合干膜C，對在pH4.0-7.0間復合干膜B，不發(fā)生吸水溶脹，不能恢復至水凝膠狀態(tài)，其溶脹率分別為(2.60，2.05，2.24，2.03g/g),而對照純細菌纖維素干膜在所有測試pH緩沖液中均不發(fā)生溶脹，其在pH2.2-7.0溶脹率分別為(5.72，5.425，6.25，4.6，4.65，4.22g/g)，而在目標響應(yīng)ph范圍內(nèi)的pH2.2和pH3.0時的復合干膜B可以快速吸收溶脹，從新還原成水凝膠狀態(tài)，溶脹率分別為46.57g/g和21.12g/g。作為對照組的純細菌纖維素干膜，在各pH下，均不會發(fā)生快速溶脹，難以恢復成水凝膠狀態(tài)，其溶脹率均在4.62g/g。

實施例4

(1)選擇羧甲基纖維素鈉其粘度為300-800mPa·S，其測定其等電點pI為4.5～4.8，其在pH高于4.8時其分子鏈上的羧基COOH的電離平衡偏向于帶負電的-COO^-，電位滴定測定，羧甲基纖維素在pH6以上具有高電離度和表面帶電特性。其響應(yīng)溶脹范圍是pH6以上。

(2)將厚度為2mm，含水比為523.9g/g(含水質(zhì)量g：材料干重g)的細菌纖維素水凝膠膜通過堿煮和水煮的方式脫除細菌菌體和培養(yǎng)基。將純化后的細菌纖維素膜浸泡于預(yù)先配置的2％(w/v)羧甲基纖維素干膜溶液中(pH9.0)，將細菌纖維素浸泡于該溶液中,50℃下浸泡5天。將浸漬完的細菌纖維素膜，用去離子水沖洗去表面的殘余CMC溶液。獲得半互穿的細菌纖維素/CMC水凝膠。

(3)將獲得的半互穿的細菌纖維素/CMC水凝膠，置于聚乙烯膜上，在37℃鼓風干燥箱中烘干至恒重。獲得的細菌纖維素/CMC半互穿復合干膜D。

(4)按照實施例1步驟4進行平衡溶脹率測試。

(5)通過掃描電鏡觀測顯示(如圖11)細菌纖維素/羧甲基纖維素半互穿水凝膠保存了原來BC網(wǎng)絡(luò)的納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

復合干膜D的pH響應(yīng)復水特性：(溶脹性能見圖3，實物圖見圖8)經(jīng)過測定，復合干膜D，具有pH響應(yīng)的高復水溶脹性能，其溶脹性能隨著pH值改變，其在pH2.2，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0的緩沖液中的溶脹率分別為10.11，12.63，42.55，68.52，71.59，72.27，50.86g/g。其在pH6.0以上的弱酸至弱堿范圍中具有很大的溶脹復水性能，可以恢復為完全的水凝膠狀態(tài)。在酸性條件下，這復水性能較低，難以完全恢復水凝膠狀態(tài)。作為對照組的純細菌纖維素干膜，在各pH下，均不會發(fā)生快速溶脹，難以恢復成水凝膠狀態(tài)，其溶脹率均在4.62g/g。

實施例5

(1)選擇羧甲基殼聚糖，即其存在著大量可以解離的氨基和羧基，即存在著兩個端點響應(yīng)，當pH值高于等電點時，羧基COOH的電離平衡偏向于帶負電的-COO而-NH₃^+-的電離平衡偏向于-NH₂，高分子鏈電電性偏向于負電，而當pH低于等點時，則兩個電離平衡相反，高分子電性偏向于帶正電。酸堿滴定測定其等電點為pH3.4(參考水溶性O(shè)-羧甲基殼聚糖的制備及結(jié)構(gòu)表征)，而在pH2和pH6～8具有較好的溶解及帶電性能。其設(shè)計響應(yīng)pH為2.0及pH高于6.0。

(2)將厚度為2mm，含水比為523.9g/g(含水質(zhì)量g：材料干重g)的細菌纖維素水凝膠膜通過堿煮和水煮的方式脫除細菌菌體和培養(yǎng)基。將純化后的細菌纖維素膜浸泡于預(yù)先配置的2％(w/v)羧甲基殼聚糖干膜溶液中(pH9.0)，50℃下浸泡5天。將浸漬完的細菌纖維素膜，用去離子水沖洗去表面的殘余羧甲基殼聚糖溶液。獲得半互穿的細菌纖維素/羧甲基殼聚糖水凝膠。

(3)將獲得的半互穿的細菌纖維素/羧甲基殼聚糖水凝膠，置于聚四氟乙烯板上，在105℃鼓風干燥箱中烘干至恒重。獲得的細菌纖維素/羧甲基殼聚糖半互穿復合干膜E。

(4)按照實施例1步驟4進行平衡溶脹率測試。

復合干膜E的pH響應(yīng)復水特性：(溶脹性能見圖3，實物圖見圖8)經(jīng)過測定，復合干膜E，具有pH響應(yīng)的高復水溶脹性能，其溶脹性能隨著pH值改變，其在非設(shè)計響應(yīng)pH范圍內(nèi)(pH3.0-5.0),難以復水溶脹恢復為完全的水凝膠狀態(tài)，其溶脹率分別為3.00，4.18，7.56g/g,在設(shè)計響應(yīng)pH值范圍內(nèi)，pH2.2，6.0，7.0，8.0的緩沖液中的溶脹率分別為35.86，18.08，32.02，47.20g/g,可以恢復為完全的水凝膠狀態(tài)且溶脹性能表現(xiàn)為pH響應(yīng)相關(guān)性。作為對照組的純細菌纖維素干膜，在各pH下，均不會發(fā)生快速溶脹，難以恢復成水凝膠狀態(tài)，其溶脹率均在4.62g/g。

實施例6

(1)按照實施例1，步驟(1)-(2)制備的的細菌纖維素/殼聚糖水凝膠，浸泡于2％(w/v)檸檬酸鈉緩沖液中1小時，使得殼聚糖同過檸檬酸根離子交聯(lián)。同時在該pH條件下，細菌纖維素/殼聚糖水凝膠將發(fā)生退溶脹，縮聚。用去離子水沖去水凝膠表面的殘余的檸檬酸鈉溶液，獲得的細菌纖維素/殼聚糖水凝膠，聚乙烯膜上，在37℃鼓風干燥箱干燥5分鐘，去除表面的水分，獲得了細菌纖維素/殼聚糖互穿復合濕膜F。

(2)復水溶脹性能測試：配置離子強度為0.2M，pH分別為2.2，3.0，4.0，5.0，6.0，8.0，的磷酸氫二鈉-檸檬酸-氫氧化鈉緩沖液中，將在稀酸性溶液中退水縮聚的細菌纖維素/殼聚糖濕膜質(zhì)量為m₃(g)，將退水后的復合濕膜置于不同pH的測試緩沖液中充分溶脹24h，記錄其溶脹后復合水凝膠的質(zhì)量為m₂，另外將復水后的水凝膠膜在105℃，鼓風干燥箱中干燥至恒重，記錄其干膜質(zhì)量為m₁，膜的復水溶脹率RSR(Re-swelling ratio,RSR)，和平衡溶脹率SR(reswelling ratio,SR)按如下公式計算：

復合濕膜F的pH響應(yīng)復水特性：(見圖4)經(jīng)過測定復合濕膜G的溶脹率與再溶脹率表現(xiàn)出pH響應(yīng)的高復水特性，其在pH為2.2，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0緩沖液中溶脹24h，可以獲得不同的復水溶脹率分別為34.17，20.8，2.07，2.20，2.12，3.35，1.46g/g(相對應(yīng)的平衡溶脹率為55.34，41.97，23.24，23.37，23.29，24.52，22.63)。其在設(shè)計響應(yīng)pH值范圍內(nèi)(pH2.2，pH3.0)溶脹，而在非設(shè)計響應(yīng)pH范圍內(nèi)基本不發(fā)生溶脹復水。

實施例7

(1)將厚度為2mm，含水比為523.9g/g(含水質(zhì)量g：材料干重g)的細菌纖維素水凝膠膜通過堿煮和水煮的方式脫除細菌菌體和培養(yǎng)基。將純化后的細菌纖維素膜浸泡于2mol/L丙烯酸水溶液，25℃下避光浸漬3天。

(2)將浸漬完的細菌纖維素水凝膠，浸入過硫酸銨(50mg/L，引發(fā)劑)和甲叉雙丙烯酰胺(0.1mol/L，交聯(lián)劑)溶液中，80℃，聚合交聯(lián)反應(yīng)6h，使得細菌纖維素水凝膠中的丙烯酸單體聚合成為聚丙烯酸聚電解質(zhì)穿插于細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)中。將反應(yīng)后的細菌纖維素/聚丙烯酸互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，用去離子水將表明沖洗干凈，并浸泡于去離子水中24h，以除去其中的殘余單體和引發(fā)劑。將獲得的細菌纖維素/聚丙烯酸互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，在低離子強度的酸性稀溶液中(作為優(yōu)選的0.1g/L的檸檬酸溶液，pH2.0)充分退溶脹24h。獲得退溶脹后的細菌纖維素/丙烯酸半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠復合濕膜G.

(3)復水溶脹性能測試：配置離子強度為0.2M，pH分別為3.0，4.0，6.0，8.0，10.0，11.0，12.0的磷酸氫二鈉-檸檬酸-氫氧化鈉緩沖液中，將在稀酸性溶液中退水縮聚的細菌纖維素/聚丙烯酸濕膜質(zhì)量為m₃(g)，將退水后的復合濕膜置于不同pH的測試緩沖液中充分溶脹24h，記錄其溶脹后復合水凝膠的質(zhì)量為m₂，另外將復水后的水凝膠膜在105度鼓風干燥箱中干燥至恒重，記錄其干膜質(zhì)量為m₁，膜的復水溶脹率RSR(Reswelling ratio,RSR)，和溶脹率SR(reswelling ratio,SR)按實施實例6，步驟(2)中所列公式計算。

復合濕膜G的pH響應(yīng)的復水溶脹特性：(溶脹性能見圖5，實物圖見圖8)經(jīng)過測定復合濕膜G的溶脹率與再溶脹率表現(xiàn)出pH響應(yīng)的高復水特性，其在pH為3.0，4.0，6.0，8.0，10.0，11.0，12.0緩沖液中溶脹24h，可以獲得不同的平衡溶脹率，分別達到17.01，21.75，21.79，18.79，39.59，35.74，34.67,g/g(相對的復水溶脹率分別為5.44，12.27，15.63，13.85，32.99，28.05，28.06，g/g)。其在堿性條件下(pH10.0，11.0，12.0)由于聚丙烯酸鏈上的-COOH大量解離成-COO^-,聚電解質(zhì)分子鏈上帶有大量的負電基團，使得分子間及分子間斥力加強，水凝膠可以獲得較大的吸水溶脹效果。

實施例8

(1)將厚度為2mm，含水比為523.9g/g(含水質(zhì)量g：材料干重g)的細菌纖維素水凝膠膜通過堿煮和水煮的方式脫除細菌菌體和培養(yǎng)基。將純化后的細菌纖維素膜浸泡于單體水溶液中(1.5mol/L丙烯酸，0.5mol/L丙烯酰胺)，25℃下避光浸漬3天。

(2)將浸漬完的細菌纖維素水凝膠，浸入過硫酸銨(50mg/L，引發(fā)劑)溶液中，80℃，聚合交聯(lián)反應(yīng)6h，使得細菌纖維素水凝膠中的丙烯酸及丙烯酰胺單體聚合成為聚丙烯酰胺酸聚電解質(zhì)穿插于細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)中。將反應(yīng)后的細菌纖維素/聚丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，用去離子水將表明沖洗干凈，并浸泡于去離子水中24h，以除去其中的殘余單體和引發(fā)劑。將獲得的細菌纖維素/聚丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，在低離子強度的酸性稀溶液中(作為優(yōu)選的0.1g/L的檸檬酸溶液，pH2.0)充分退溶脹24h。獲得退溶脹后的細菌纖維素/丙烯酸半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠復合濕膜H。

(3)復水溶脹性能測試：配置離子強度為0.2M，pH分別為2.0，4.0，6.0，8.0，10.0的磷酸-檸檬酸-氫氧化鈉緩沖液中，將在稀酸性溶液中退水縮聚的細菌纖維素/聚丙烯酸濕膜質(zhì)量為m₃(g)，將退水后的復合濕膜置于不同pH的測試緩沖液中充分溶脹24h，記錄其溶脹后復合水凝膠的質(zhì)量為m₂，另外將復水后的水凝膠膜在105度鼓風干燥箱中干燥至恒重，記錄其干膜質(zhì)量為m₁，膜的復水溶脹率RSR(Reswelling ratio,RSR)，和溶脹率SR(reswelling ratio,SR)按實施實例6步驟(3)中所述方法計算。

(4)反復溶脹測試，將復合濕膜G置于pH10.0的0.2M的磷酸氫二鈉-檸檬酸-氫氧化鈉緩沖液，溶脹24h至平衡，記錄其溶脹率，然后將溶脹后的復合膜置于pH3.0的緩沖液中，充分退溶脹，記錄其溶脹率，然后重新置換為浸沒與pH10.0的緩沖液中，溶脹24h至平衡，記錄其溶脹率，后又反復輪流在pH3.0和pH10.0的緩沖液中退溶脹和溶脹，分別記錄每次達到溶脹平衡后的的溶脹率，重復3次。

復合濕膜H的pH響應(yīng)的復水溶脹特性：(溶脹性能見圖6，實物圖見圖8)經(jīng)過測定復合濕膜F的溶脹率與再溶脹率表現(xiàn)出pH響應(yīng)的高復水特性，其在pH為2.0，4.0，6.0，8.0，10.0緩沖液中溶脹24h，可以獲得不同的平衡溶脹率，分別達到8.79，15.69，21.24，24.16，49.23g/g(相對的復水溶脹率分別為0.15，5.01，13.34，13.17，37.06，g/g)。其在pH10.0條件下由于聚丙烯酰胺鏈上的-COOH大量解離成-COO^-,。酰胺基團亦帶有負電性，聚電解質(zhì)分子鏈上帶有大量的負電基團，使得分子間及分子間斥力加強，水凝膠可以獲得較大的吸水溶脹效果。而在低pH范圍內(nèi)，聚電解質(zhì)分子間靜電斥力較小，從而復水溶脹性能較弱。該復合濕膜H，可以在不同的pH條件下反復溶脹及退溶脹能力(見圖7)，經(jīng)過3個回合的溶脹及退溶脹循環(huán)后仍然能夠保持原來的溶脹特性。

實施例9

(1)按實施例2步驟1制備，制備細菌纖維素/殼聚糖復合水凝膠。

(2)將細菌纖維素/殼聚糖復合水凝膠采用液氮冷凍，然后置于真空冷凍干燥機中脫水干燥至絕干。獲得復合凍干膜I。

(3)按實施例1步驟4進行復水性能測試。

(4)掃描電鏡顯示(如圖12所示)該細菌纖維素/殼聚糖復合凍干膜仍然保留了原細菌纖維素的納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

復合凍干膜I的pH響應(yīng)的復水溶脹特性：比較于實施例2中采用的熱風干方式，通過凍干獲得的膜均具有較好的復水溶脹特性，在各個pH值下的平衡溶脹率都能能達到20g/g以上，能夠恢復成水凝膠，但是其仍然具備pH響應(yīng)特性。測試結(jié)果表明在pH2.2條件下(溶脹率為48.33g/g)，可以獲得遠高于其他pH值的溶脹率(pH3.0-7.0條件下的溶脹率依次為26.06，21.36，20.4，20.30，21.78g/g)(如圖9所示)。

實施例10

(1)按照實施例6方法制備細菌纖維素/殼聚糖互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠濕膜。不同的是，在浸泡的殼聚糖溶液中還添加了1.7％(w/v)的苯扎氯銨，作為載入的模式藥物。

(2)將制備的載有苯扎氯胺的藥物的細菌纖維素復合膜，用打孔器制備為直徑為1.2mm的小圓片，在模擬胃液(0.1N HCl，約pH＝1.2)，模擬體液(pH7.2)，pH5.0及ph2.0的生理鹽水中進行，藥物釋放試驗，1片/5ml，共50ml，控制溫度為37℃。采用紫外分光光度法，測定釋放出的苯扎氯胺含量變化(參考文獻Preparation and evaluation of a kind of bacterial cellulose dry films with antibacterial properties，Carbohydrate Polymers,2011,84(1):533-538.)。

細菌纖維素復合膜藥物釋放性能：按實施例6方法所制備的細菌纖維素/殼聚糖互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠濕膜是一類，設(shè)計在酸性條件下發(fā)生溶脹的水凝膠，其在酸性條件下，水凝膠網(wǎng)絡(luò)疏松，孔隙擴大，有利于藥物分子的快速擴散，以達到在設(shè)計pH值下，快速釋放藥物。如圖10所示，從藥物釋放過程看，苯扎氯胺在模擬胃液及pH2.0生理鹽水中的藥物釋放速率遠高于在pH5.0的生理鹽水及模擬體液(pH7.0)中的釋放速率，顯示該材料可以被用于藥物控制釋放。

實施例11

(1)將厚度為2mm，含水比為523.9g/g(含水質(zhì)量g：材料干重g)的細菌纖維素水凝膠膜通過堿煮和水煮的方式脫除細菌菌體和培養(yǎng)基。將純化后的細菌纖維素膜浸泡于單體水溶液中(1.0mol/L N-異乙丙烯基丙烯酰胺)，25℃下避光浸漬6h，然后加入按2.5g/L的濃度加入過硫酸銨(引發(fā)劑)繼續(xù)浸漬30min。

(2)將浸漬完的細菌纖維素水凝膠，在氮氣保護下放入微波反應(yīng)器中，600W微波輻照，聚合交聯(lián)反應(yīng)4min，并在30℃下冷卻繼續(xù)反應(yīng)24h，使得反應(yīng)充分完成，細菌纖維素水凝膠中的N-異乙丙烯基丙烯酰胺單體聚合成為聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺電解質(zhì)穿插于細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)中。將反應(yīng)后的細菌纖維素/聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，用去離子水將表明沖洗干凈，并浸泡于去離子水中24h，以除去其中的殘余單體和引發(fā)劑，獲得的細菌纖維素/聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠J。

(3)或者將經(jīng)堿純化的細菌纖維素水凝膠膜或者凍干膜浸泡于含單體(1.0mol/L N-異乙丙烯基丙烯酰胺)和引發(fā)劑(過硫酸銨2.5g/L)的水溶液中，0-5℃和80-120rpm下避光振蕩浸漬6-12h。將浸漬完的細菌纖維素水凝膠，在氮氣保護下，于溫度30-90℃反應(yīng)1-12h；或者在氮氣保護下放入微波反應(yīng)器中，400-800W微波輻照，聚合交聯(lián)反應(yīng)4-6min，并在30℃下冷卻繼續(xù)反應(yīng)24h，使得反應(yīng)充分完成，細菌纖維素水凝膠中的N-異乙丙烯基丙烯酰胺單體聚合成為聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺電解質(zhì)穿插于細菌纖維素網(wǎng)絡(luò)中。

(4)將獲得的半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠J浸泡于交聯(lián)劑溶液中(如甲叉雙丙烯酰胺、京尼平，或者戊二醛)，在20-80℃反應(yīng)0.5-12h，獲得互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。

(5)細菌纖維素/聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠J的溫度響應(yīng)特性用分光光度計測定其在不同溫度下OD₆₀₀的光透過率。

細菌纖維素/聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠J：(溫度響應(yīng)的透過率變化如圖14所示，實物圖變化見圖15)該水凝膠在4-25℃下光透過率較高，說明孔隙率較大，隨溫度升高，水凝膠的光透過率降低，說明孔隙結(jié)構(gòu)變致密。

實施例12

(1)利用按照實施例11所示方法，制備細菌纖維素/聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠J。該材料可以作為說明書附圖13所示結(jié)構(gòu)的多層釋要系統(tǒng)的控制層。

(2)采用雙室擴散池(圖16)測試其不同pH條件下的藥物擴散能力，可以模擬測試水凝膠膜作為圖13所示結(jié)構(gòu)的多層釋要系統(tǒng)的控制層的藥物透過能力。在供給池中添加為pH7.0生理鹽水配制的10g/L的苯甲酸溶液(苯甲酸作為藥物模型)，接受池內(nèi)為生理鹽水。供給池模擬儲藥層提供藥物，通過連續(xù)檢測8h內(nèi)接收池內(nèi)苯甲酸的濃度，確定苯甲酸的通過情況。通過控制雙室擴散池(圖16)中循環(huán)水浴溫度，控制透膜過程環(huán)境溫度。

苯甲酸的含量通過反相高效液相檢測，藥物的累計透膜量如圖17所示，在37℃條件下，細菌纖維素/聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠J的藥物透過速率低于在20℃條件下的藥物透過速率。說明細菌纖維素/聚N-異乙丙烯基丙烯酰胺半互穿雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠J具有溫度響應(yīng)的藥物透過控制能力。