BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN HOÁ HỌC

HOÀNG DƢƠNG THANH

TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYME DẠNG

HYDROGEL NHẠY NHIỆT

Chuyên ngành: Hoá hữu cơ

Mã số: 62.44.01.14

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ

HÀ NỘI - 2014

Công trình được hoàn thành tại:

Phòng vật liệu Polyme

Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. GS.TS. Nguyễn Văn Khôi

2. PGS.TS. Trần Thị Nhƣ Mai

Phản biện 1: GS.TSKH. Nguyễn Việt Bắc

Phản biện 2: GS. TS. Bùi Chương

Phản biện 3: PGS. TS. Nguyễn Thị Bích Thủy

Luận án sẽ được bảo vệ tại hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước tại Viện Hóa học

Vào hồi…….giờ…….ngày…….tháng……năm 2014

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia hà Nội

- Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

1

A. GIỚI THIỆU LUẬN ÁN

1. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học của luận án

Polyme chức năng hay polyme "thông minh" là một hướng quan trọng trong ngành vật liệu

cao phân tử thời gian gần đây. Các loại vật liệu polyme đặc biệt này thu hút được mối quan tâm

nghiên cứu của nhiều nhà khoa học bởi chúng có khả năng ứng đáp với các kích thích bên ngoài như

pH, nhiệt độ, lực ion, điện và từ trường, các kích thích hoá học và sinh học … Các vật liệu polyme

nhóm này còn thể hiện khả năng ứng đáp đồng thời với nhiều kích thích từ môi trường ngoài. Ngày

càng có nhiều ứng dụng của vật liệu polyme thông minh trong các lĩnh vực như cảm biến sinh học,

vận chuyển thuốc, chuyển gen và công nghệ tế bào.

Cơ chế của polyme thông minh được giải thích một cách đơn giản là sự thay đổi trạng thái

của các mạch trong polyme theo những thay đổi của môi trường ngoài gây ra những tính chất thú vị

có giá trị ứng dụng trong thực tế. Một trong những ứng dụng có giá trị nhất của các polyme thông

minh hiện nay là sử dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm như một tác nhân duy trì hoạt tính

đối với các loại thuốc điều trị là những phân tử sinh học như polypeptit, protein hay enzim. Các

polypeptit, protein hay enzim chỉ có thể được cơ thể tiếp nhận theo những cách hạn chế bởi chúng

có thể bị phân huỷ hay mất tác dụng khi đi qua những môi trường bất lợi trong cơ thể dẫn đến giảm

hiệu quả chữa bệnh. Việc phát triển các chất mang thuốc có khả năng kết nang, cố định thuốc, giải

phóng thuốc theo điều kiện môi trường … cho phép thuốc được vận chuyển đến đúng vị trí mong

muốn trong cơ thể một cách an toàn, đúng thời điểm cần thiết và đúng liều quy định mà trước đây

chưa thể thực hiện được.

Một nhóm sản phẩm điển hình của các polyme thông minh đã và đang được nghiên cứu, ứng

dụng mạnh mẽ thời gian gần đây là các hydrogel. Hydrogel là polyme với cấu trúc mạng lưới 3

chiều có khả năng hấp thu một lượng nước cũng như chất lỏng sinh học lớn gấp nhiều lần khối

lượng của chính nó và trương trong các môi trường này mà vẫn duy trì được cấu trúc ban đầu.

Hydrogel cũng có khả năng ứng đáp với nhiều kích thích vật lý, hoá học khác nhau, đặc biệt là khả

năng ứng đáp theo nhiệt độ môi trường, nên nó trở thành vật liệu tiềm năng để phát triển các chất

mang trong công nghệ tế bào, các hệ vận chuyển thuốc tự điều chỉnh, các thiết bị cấy ghép trong đó

đứng ở vị trí hàng đầu trong nghiên cứu là các hệ vận chuyển thuốc trên cơ sở hydrogel.

2. Mục tiêu của luận án

-Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel nhạy nhiệt PNIPAM: Nghiên cứu quá trình

trùng hợp NIPAM, tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel PNIPAM.

- Tổng hợp và nghiên cứu một số hydrogel nhạy nhiệt trên cơ sở biến tính NIPAM: hydrogel

NIPAM-co-AM, NIPAM-co-HEMA, NIPAM-co-MA và NIPAM-co-HEMA-co-AM

3. Những điểm mới của luận án

Nghiên cứu tổng hợp hydrogel nhạy nhiệt trên cơ sở biến tính NIPAM với AM, HEMA và

AM nhằm nghiên cứu các hệ hydrogel có đặc tính nhạy nhiệt, pH khác nhau đồng thời tìm kiếm một

hệ hydrogel nhạy nhiệt kép có khả năng giữ và nhả dược chất có khả năng ứng dụng.

4. Cấu trúc của luận án

Luận án gồm các phần chính sau:

- Đặt vẫn đề : 2 trang - Phần kết quả tháo luận: 55 trang

- Phần tổng quan: 43 trang - kết luận: 2 trang

- Phần thực nghiệm: 13 trang

B. NỘI DUNG LUẬN ÁN

CHƢƠNG I – TỔNG QUAN

CHƢƠNG II – THỰC NGHIỆM

2.1. Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị nghiên cứu

- Nguyên liệu hóa chất:

Các monome tinh khiết NIPAM, AM, HEMA và MA.

Chất xúc tác: APS, TEMED và chất tạo lưới MBA.

2

Paracetamol tinh khiết được cung cấp bởi Phòng Hoá lý 2, Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung

ương, độ tinh khiết đạt 99,5%.

- Thiết bị sử dụng:

Tủ sấy chân không 101-1A (Đức)

Quang phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier FTIR IMPACT Nicolet 401

Thiết bị phân tích nguyên tố Perkin Elmer Instruments

Thiết bị UV- 2450 Shimadzu

Hệ thiết bị phân tích nhiệt Shimadzu - Nhật Bản

Kính hiển vi điện tử quét SEM FESEM Hitachi S4800 (Singapore

Thiết bị đông khô chân không Christ Beta 1-8 LD plus.

Thiết bị sắc ký gel thấm (GPC) Shimadzu Class-VP V6.14 SP1.

Thiết bị thử nghiệm đa năng LLOYD LR5K (Anh).

pH meter (Đức).

2.2. Phƣơng pháp thực nghiệm

- Tổng hợp các polyme, copolyme và hydrogel

Các quá trình trùng hợp, đồng trùng hợp để tổng hợp polyme, copolyme và hydrogel đều

được thực hiện trong ống thuỷ tinh hình trụ có được kính trong 15mm. Monome, chất khơi mào,

chất tạo lưới (khâu mạch) được đưa vào ống nghiệm cùng với nước cất. Thể tích dung dịch trong

ống nghiệm cố định là 25ml. Sau khi sục khí N2 trong 15 phút, ống thuỷ tinh được nút kín và hỗn

hợp được đưa đến nhiệt độ phản ứng bằng cách ngâm trong bể điều nhiệt. Kết thúc phản ứng, hỗn

hợp sản phẩm được tinh chế bằng phương pháp kết tủa trong dung môi tương ứng cho từng loại sản

phẩm.

- Xác định thành phần copolyme bằng phương pháp phân tích nguyên tố

Hàm lượng đơn vị NIPAM trong các copolyme được tính theo công thức:

Copolyme NIPAM-AM: 3

C N N

x C% N% N%NIPAM(%mol)

M M Mx y

Copolyme NIPAM-HEMA: 100

NIPAM

N

N N HEMA

%NM

M%N %NNIPAM(%mol)

M M M

Copolyme NIPAM-MA: 100

NIPAM

N

N N MA

%NM

M%N %NNIPAM(%mol)

M M M

Trong đó MC, MH, MN, và MO tương ứng là khối lượng mol của cacbon, hydro, nito và oxi;

C%, H%, N%, và O% tương ứng là phần trăm khối lượng của cacbon, hydro, nito và oxi thu được từ

kết quả phân tích nguyên tố

- Hằng số đồng trùng hợp của các monome được xác định theo phương pháp Kelen-Tudos

- Mức độ trương của các mẫu hydrogel được xác định bằng phương pháp trọng lượng.

- Quá trình thuận nghịch nhiệt

Quá trình thuận nghịch nhiệt được xác định bằng cách các mẫu gel được để trương trong

nước cất ở nhiệt độ 20oC sau đó gel trương được chuyển vào nước cất ở 50

oC để thực hiện quá trình

nhả trương. Quá trình này được lặp lại nhiều lần để đánh giá khả năng thuận nghịch nhiệt của

hydrogel.

3

- Quá trình thuận nghịch pH

Quá trình thuận nghịch pH được xác định bằng cách: các mẫu gel được nhả trương trong môi

trường có giá trị pH = 7 sau đó gel trương được chuyển vào môi trương có giá trị pH = 4 để thực

hiện quá trình trương. Quá trình này được lặp lại nhiều lần để đánh giá khả năng thuận nghịch pH

của hydrogel.

- Xác định khả năng kích ứng da của hydrogel

Khả năng kích ứng da của hydrogel được xác định theo tiêu chuẩn ISO 10993-10 thực hiện

tại Viện kiểm nghiệm thuốc trung ương.

- Xác định giá trị LCST

Giá trị LCST các polyme, copolyme và của hydrogel được xác định bằng phương pháp đo độ

đục và nhiệt vi sai quét (DSC):

Độ đục của dung dịch các polyme, copolyme được xác định trên thiết bị UV – 2450 được gia

nhiệt từ 20oC – 50

oC với tốc độ ra nhiệt 0,1

oC/phút, nhiệt độ LCST được xác định khi độ truyền qua

mẫu giảm xuống 10% so với mẫu so sánh.

Nhiệt độ LCST của các hydrogel sau khi đã đạt trạng thái trương cân bằng trong nước được

xác định thông qua pic thu nhiệt trên giản đồ DSC khi gia nhiệt từ 25 – 55oC với tốc độ gia nhiệt là

0,5oC/phút.

- Chuẩn bị mẫu hydrogel mang thuốc paracetamol

Chuẩn bị dung dịch paracetamol bão hoà 5,012g/l. Dùng pipet lấy chính xác 10ml dung

dịch bão hoà trên vào cốc thuỷ tinh 25ml, đưa vào cốc mẫu hydrogel khô, gel được trương bão hoà

trong 4 giờ ở 20oC. Dung dịch còn lại sau khi lấy mẫu hydrogel ra được định mức lại đến 10ml và

đo UV-Vis nhằm xác định lượng thuốc còn lại trong dung dịch từ đó tính được hàm lượng thuốc

được mang trong mẫu hydrogel.

- Xác định hàm lượng paracetamol

Lượng paracetamol được xác định bằng phương pháp hấp thụ UV qua việc xây dựng đường

chuẩn tại bước sóng λ = 500nm.

- Khối lượng phân tử trung bình và độ đa phân tán của polyme được xác đinh bằng phương

pháp sắc ký thẩm thấu gel

- Độ bền cơ học của hydrogel xác định theo tiêu chuẩn ASTM D638.

- Độ chuyển hóa được xác định bằng phương pháp chuẩn độ nối đôi

2.3. Nội dung nghiên cứu

- Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel nhạy nhiệt PNIPAM

- Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel (NIPAM-co-AM)

- Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel (NIPAM-co-HEMA)

- Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel (NIPAM-co-MA)

- Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel terpolyme (NIPAM-HEMA-AM)

- Nghiên cứu quá trình mang và nhả thuốc của hydrogel

CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel nhạy nhiệt PNIPAM

3.1.1. Nghiên cứu quá trình trùng hợp NIPAM

- Ảnh hưởng của hệ khơi mào tới quá trình trùng hợp NIPAM

Trong nghiên cứu này, phản ứng được tiến hành ở nhiệt độ 60oC trong sự có mặt của chất

khơi mào APS và ở 200C trong sự có mặt của hệ khơi mào oxi hóa khử APS/TEMED (tỷ lệ 1 :1)

Kết quả được trình bày trong bảng 3.1.

Hệ xúc tác Thời gian kết thúc

phản ứng1

(phút)

Độ chuyển

hóa

KLPT

(g/mol) PDI

2

APS 150 93,6 14,5x103 1,84

APS/TEMED 240 96,5 15,6x103

1,36 1 Thời gian kết thúc phản ứng được tính khi độ chuyển hóa không thay đổi

4

2 Chỉ số đa phân tán của khối lượng phân tử của polyme

APS là chất khơi mào nhiệt, để có thể khơi mào phản ứng trùng hợp, cần phải tiến hành phản

ứng ở nhiệt độ tối thiểu là khoảng 60oC để phân huỷ APS tạo gốc tự do dẫn tới tốc độ chuyển hóa

trong suốt quá trình diễn ra phản ứng đều cao hơn so với sử dụng hệ xúc tác oxi hóa khử, trong khi

đó đối với hệ khơi mào oxy hoá khử APS-TEMED, TEMED là chất xúc tiến giúp thực hiện phản

ứng ở nhiệt độ rất thấp (thậm chí ở nhiệt độ <00C) do vậy phản ứng sẽ diễn ra trong điều kiện êm

dịu hơn, sản phẩm thu được có KLPT trung bình lớn, các đoạn mạch phân tử polyme có khối lượng

phân tử đồng đều, tập trung hơn so với sử dụng xúc tác khơi mào bằng nhiệt (APS)

- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình trùng hợp NIPAM

Kết quả cho thấy khi tăng nhiệt độ phản ứng từ 5 đến 300C, thì thời gian kết thúc phản ứng

giảm dần, ngược lại chỉ số PDI lại tăng dần. Bên cạnh đó KLPT của sản phẩm tăng dần trong khoảng

nhiệt độ từ 5 - 20oC sau đó giảm dần khi tiếp tục tăng nhiệt độ, điều này được giải thích là do khi

tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ phản ứng, bên cạnh đó cũng làm tăng tốc độ phản ứng ngắt mạch và

chuyển mạch.

- Ảnh hưởng của nồng độ monome đến quá trình trùng hợp NIPAM

Trong nghiên cứu này, phản ứng được tiến hành ở các nồng độ NIPAM khác nhau thay đổi từ

0,5 M - 0,9 M. Kết quả thu được ở bảng 3.2.

Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ monome đến quá trình tổng hợp PNIPAM

Nồng độ

NIPA Độ chuyển hóa (%)

KLPT

(g/mol) PDI

0,5 92 15,0. 103 1,20

0,6 94,5 15,3. 103 1,31

0,7 97,5 15,6.103 1,36

0,8 97,8 15,7. 103 1,75

0,9 96,7 14,9. 103 1,96

Kết quả cho thấy khi tăng hàm lượng monome NIPAM từ 0,5 M – 0,8 M thì độ chuyển hóa

cũng như KLPT, PDI tăng. Hiện tượng này được giải thích là do hàm lượng monome tăng sẽ làm

tăng tốc độ của quá trình phản ứng chung cũng như từng quá trình riêng biệt (phát triển và ngắt

mạch) dẫn tới độ chuyển hóa tăng, sản phẩm có KLPT trung bình tăng tuy nhiên sản phẩm lại chứa

nhiều đoạn mạch có khối lượng khác nhau (thông qua việc tăng chỉ số PDI). Khi tiếp tục tăng nồng

độ monome lên 0,9 M thì dẫn tới độ chuyển hóa cũng như KLPT trung bình đều giảm. Hiện tượng

này là do phản ứng ngắt mạch chiếm ưu thế (kết quả còn thể hiện qua chỉ số PDI lớn chứng tỏ sản

phẩm thu được có rất nhiều các đoạn mạch phân tử có khối lượng rất khác nhau).

- Ảnh hưởng của nồng độ PNIPAM đến nhiệt độ LCST

Xác định nhiệt độ LCST dung dịch polume với các nồng độ: 0,1 M, 0,3 M, 0,5 M, 0,7 M và

0,9 M trên cơ sở xác định điểm đục của các dung dịch polyme, kết quả đưa ra ở bảng 3.2.

Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ PNIPAM đến nhiệt độ LCST

[PNIPAM](mol/l) 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9

Nhiệt độ LCST (oC) 33 32,7 32,5 32,3 32

Kết quả nhận được cho thấy khi tăng nồng độ dung dịch polyme sẽ làm giảm nhiệt độ LCST.

Điều này được lý giải là do các tương tác kỵ nước diễn ra nhanh hơn khi nồng độ dung dịch tăng.

- Phổ hồng ngoại của PNIPAM

Phổ hồng ngoại của monome NIPAM và sản phẩm PNIPAM được trình bày trên hình 3.1.

5

Hình 3.1. Phổ hồng ngoại của NIPAM(a) và PNIPAM (b)

PNIPAM được tổng hợp ở điều kiện: [NIPAM]= 0,7M; [M]/[I]= 70; [TEMED]/[APS] = 1; nhiệt độ

20oC, thời gian phản ứng 240 phút

Quan sát thấy rằng trên phổ hồng ngoại của NIPAM xuất hiện các pic ở vị trí 3300-3284cm-1

đặc trưng cho dao động hoá trị của NH bậc 2, pic ở vị trí 1658cm-1

đặc trưng cho dao động của

C=O, pic 1622cm-1

đặc trưng cho dao động của C=C và pic ở vị trí 1560cm-1

đặc trưng cho dao

động biến dạng của NH bậc 2. Phổ IR của sản phẩm không còn xuất hiện pic đặc trưng cho liên kết

C=C, ngoài ra thấy xuất hiện pic ở vị trí 3310cm-1

đặc trưng cho dao động liên kết của nhóm amit,

pic ở vị trí 2968cm-1

và 2929cm-1

đặc trưng cho dao động bất đối xứng của CH3 và CH2, pic

2874cm-1

đặc trưng cho dao động đối xứng của CH3. Ngoài ra còn xuất hiện 2 pic đặc trưng cho dao

động của nhóm isopropyl ở 1368 và 1387cm-1

. Điều này chứng tỏ phản ứng trùng hợp đã xảy ra.

3.1.2. Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel NIPAM

- Ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo lưới đến tính chất của hydrogel NIPAM

Phản ứng tổng hợp hydrogel NIPAM được thực hiện với nồng độ chất tạo lưới MBA lần lượt

là 0,6; 0,9; 1,2 và 1,5% về số mol khi so với monome. Kết quả được trình bày trong bảng 3.3.

Bảng 3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo lưới đến tính chất của hydrogel NIPAM

Nồng độ MBA

(%) Hàm lƣợng phần gel (%)

LCST*

(oC)

SW

(g/g)

0,6 97,3 32 17,82

0,9 98,9 32,3 14,1

1,2 >99,5 32,2 13,5

1,5 >99,5 33,2 10,28 * Giá trị LCST của hydrogel được xác định bằng phương pháp DSC

Các kết quả cho thấy sự có mặt của chất tạo lưới làm tăng hàm lượng phần gel trong polyme

do chất tạo lưới MBA là một monome lưỡng chức (2 nhóm vinyl ở đầu mạch) có tác đụng khâu các

mạch polyme PNIPAM tạo cấu trúc mạng lưới 3 chiều. Tăng hàm lượng chất tạo lưới làm tăng khả

năng khâu mạch, khiến cho hàm lượng phần gel tăng. Khi nồng độ MBA đạt 1,2%, polyme được

khâu mạch gần như hoàn toàn, với hàm lượng phần gel >99,5%. Tuy nhiên, tăng nồng độ MBA

cũng làm tăng mật độ tạo lưới cũng như mức độ chặt chẽ của mạng lưới, làm giảm không gian bên

trong gel, hạn chế khả năng mở rộng mạng lưới dẫn đến mức độ trương giảm. Việc tăng hàm lượng

chất tạo lưới cũng ít có ảnh hưởng đến nhiệt độ chuyển pha (LCST) của hydrogel. Các kết quả xác

định LCST của hydrogel NIPAM không có sự chênh lệch nhiều với kết quả xác định LCST của

polyme PNIPAM.

Quá trình trương và nhả trương của các mẫu hydrogel NIPAM có nồng độ chất tạo lưới lần

lượt là 0,6%; 0,9%; 1,2%; 1,5% được biểu diễn trên hình 3.2 và 3.3.

6

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 100 200 300 400 500 600

Thời gian (phút)

Mứ

c đ

ộ t

rươ

ng

(g

/g)

MBA 0,6%

MBA 0,9%

MBA 1,2%

MBA 1,5%

Hình 3.2. Quá trình trương của hydrogel NIPAM có nồng độ chất tạo lưới khác nhau ở 20

0C

0

20

40

60

80

100

0 90 180 270 360 450

Thời gian (phút)

Khả

năng

nhả

trươ

ng (%

)MBA 0,6%

MBA 0,9%

MBA 1,2%

MBA 1,5%

Hình 3.3. Quá trình nhả trương của hydrogel NIPAM có nồng độ MBA khác nhau ở 50

oC

Mặc dù khi nồng độ MBA tăng dần từ 0,6% đến 1,5% thì khả năng trương của hydrogel

giảm dần nhưng hình dạng đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian và tỉ lệ trương không

có sự khác biệt giữa các mẫu có hàm lượng MBA khác nhau. Trong 120 phút đầu tiên thì các

hydrogel đã nhả hết 63-70% khối lượng nước hấp thụ có trong nó, với các hydrogel có nồng độ

MBA cao thì khả năng nhả trương cũng giống như khả năng trương nở của chúng kém hơn các

hydrogel có hàm lượng MBA thấp.

Bảng 3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng MBA đến độ bền cơ lý của hydrogel

Hàm lƣợng MBA (% mol) so với

monome

Lực kéo đứt

(N)

Độ dãn dài khi đứt

(%)

0,6 0,15 38,6

1,2 0,30 29,5

0,9 0,24 31,2

1,5 0,41 22,1

Kết quả độ bền cơ lý của các mẫu hydrogel với các hàm lượng MBA khác nhau cho thấy khi

tăng hàm lượng chất tạo lưới thì sẽ làm tăng lực kéo đứt của vật liệu tuy nhiên độ dãn dài khi đứt là

chỉ số liên quan đến tính đàn hồi thì lại giảm. Hiện tượng này là do mật độ tạo lưới giữa các phân tử

polyme tăng làm tăng cấu trúc không gian của hydrogel tuy nhiên lại làm giảm khả năng chuyển

động của các đại phân tử.

- Ảnh hưởng của nồng độ chất điện ly đến khả năng trương của hydrogel NIPAM

Mẫu hydrogel được tổng hợp được khảo sát trương trong dung dịch NaCl có nồng độ tương

ứng là: 0,1M; 0,07M; 0,04M và trong nước cất. Kết quả được biểu diễn trên hình 3.4.

0

3

6

9

12

15

0 100 200 300 400 500 600

Thời gian (phút)

Mứ

c đ

ộ t

rươ

ng

(g

/g)

Nước cất

NaCl 0,04M

NaCl 0,07M

NaCl 0,1M

Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch NaCl đến mức độ trương

7

Khi hydrogel trương xảy ra quá trình tương tác giữa phần mạch của hydrogel ưa nước và các

phân tử nước hay chính là quá trình sonvat hoá mạch polyme. Khi trong dung dịch có thêm một

lượng xác định NaCl là chất điện li mạnh, NaCl phân li tạo thành ion Na+

và ion Cl-, hai ion này cũng

tương tác với nước trong quá trình sonvat hóa, như vậy khi hydrogel trương nở trong môi trường

dung dịch NaCl thì ngoài tương tác giữa NaCl là mạch hydrogel còn có quá trình sonvat hóa của các

ion và của cả mạch polyme.

- Đánh giá đặc tính thuận nghịch nhiệt của hydrogel NIPAM

Đặc tính thuận nghịch nhiệt của hydrogel NIPAM thực hiện ở nhiệt độ 20oC và 50

oC được

biểu diễn trên hình 3.5.

PNIPAM

10

11

12

13

14

0 5 10 15 20 25 30 35

Thời gian (giờ)

Mức

độ

trươn

g (g

/g)

Hình 3.5. Tính thuận nghịch nhiệt của hydrogel theo thời gian khi thay đổi đột ngột nhiệt độ ở

20oC và 50

oC

Kết quả cho thấy hydrogel NIPAM có thể trương và nhả trương khi nhiệt độ được tuần hoàn

theo chu kỳ trong khoảng nhiệt độ cao (500C) và nhiệt độ thấp (25

0C). Quan sát hình dạng đường

cong thấy rằng hydrogel này có mức độ trương thay đổi thuận nghịch rất rõ trong khoảng 20oC và

500C và kéo dài khoảng 2,5 chu kỳ trước khi bắt đầu có sự suy giảm mức độ trương.

- Hình thái học bề mặt

Mẫu hydrogel ở trạng thái trương (20oC) và trạng thái tách pha (37

oC) cũng được tiến hành

chụp ảnh bề mặt được trình bày ở hình 3.6.

Hydrogel tại 20oC Hydrogel tại 37

oC

Hình 3.6. Ảnh SEM bề mặt hydrogel ở 200C và 37

oC

Ảnh chụp cho thấy hydrogel tại 37oC trải qua quá trình tách pha và co lại tạo thành cấu trúc

đặc khít, các khung mạng lưới hoàn toàn biến mất.

Để phân tích tính chất mao quản , mẫu hydrogel được tiến hành chụp ảnh SEM theo mặt cắt

ngang được thể hiện ở hình 3.7.

8

Hình 3.7. Ảnh SEM mặt cắt ngang của mẫu hydrogel được tổng hợp ở 20

0C, hàm lượng MBA

chiếm 1,2%

Quan sát ảnh SEM thấy rằng gel có cấu trúc kênh, mao quản hở, bởi vậy gel có tốc độ ứng

đáp trương/nhả trương nhanh.

* Tóm tắt kết quả mục 3.1:

- Hệ khơi mào APS-TEMED (1:1) có thể thực hiện phản ứng trùng hợp NIPAM ở nhiệt độ

thích hợp được sử dụng để tổng hợp polyme nhạy nhiệt là 20oC, thời gian phản ứng là 240 phút,

nồng độ monome là 0,7M.

- Chất tạo lưới không ảnh hưởng đến nhiệt độ LCST của hydrogel và hydrogel được tiến

hành chế tạo với hàm lượng chất tạo lưới phù hợp là 1,2% so với monome, nồng độ monome là

0,7M, thời gian phản ứng là 240 phút, nhiệt độ 20oC.

- Mức độ trương của hydrogel NIPAM giảm trong dung dịch NaCl.

- Hydrogel có tính thuận nghịch nhiệt rõ rệt trong khoảng nhiệt độ 20 0C và 50

0C với khoảng

thuận nghịch nhiệt tương đối lớn và kéo dài trong khoảng 2,5 chu kỳ trước khi có sự thay đổi.

- Hydrogel có cấu trúc kênh, mao quản hở.

3.2. Tổng hợp một số hydrogel nhạy nhiệt trên cơ sở biến tính NIPAM

3.2.1. Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel (NIPAM-co-AM)

- Quá trình đồng trùng hợp NIPAM và AM

Dựa vào dữ liệu kết quả phân tích thành phần copolyme thu được với việc sử dụng phương

pháp Kelen-Tudos để xác định hằng số đồng trùng hợp r1, r2 tương ứng của NIPAM và AM. Đường

biểu diễn sự phụ thuộc η vào ξ trong phương trình Kelen-Tudos được biểu diễn trên hình 3.8.

y = 1.0802x - 0.6486

R2 = 0.9813

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1ξ

η

Hình 3.8. Đường biểu diễn sự phụ thuộc η theo ξ của hệ NIPAM-AM

Ngoại suy từ phương trình K-T ta được:

với = 0 rAM = 1,02

với = 1 rNIPAM = 0,43

Kết quả thu được cho thấy các monome AM có khả năng phản ứng với nhau lớn hơn là với

monome NIPAM, trong khi đó các monome NIPAM lại có xu hướng kết hợp với monome AM

nhiều hơn là kết hợp với nhau dẫn tới tính luân phiên trong mạch đại phân tử có tính đồng nhất

không cao (rAM. rNIPAM ≈0,44).

9

- Phổ hồng ngoại và DSC

Phổ hồng ngoại của copolyme (NIPAM-AM) được trình bày trên hình 3.9.

Hình 3.9. Phổ IR của copolyme (NIPAM/AM = 90/10)

Quan sát thấy rằng trên phổ IR của sản phẩm xuất hiện pic ở vị trí 3434cm-1

chân rộng là do

sự cộng hưởng của amit 1 và 2; pic ở vị trí 3090cm-1

là dao động hoá trị của liên kết C-N; pic

1652cm-1

đặc trưng cho dao động của nhóm C=O; pic 1545cm

-1 là dao động của N-H và C-N.

Ngoài ra các pic 1368 và 1389cm-1

đặc trưng cho dao động của nhóm isopropyl, dao động con lắc

của N-H xuất hiện ở 638cm-1

. Sự có mặt của nhóm amit trong polyacrylamit được khẳng định thông

qua sự xuất hiện pic tại 1424cm-1

. Điều này khẳng định sản phẩm copolyme đã được hình thành.

Hình 3.10. Giản đồ DSC của PNIPAM, PAM và copolyme (NIPAM/AM=90/10)

Ngoài ra với việc sử dụng giản đồ DSC để xác định nhiệt độ thủy tinh hóa của sản phẩm

(Tg) cho thấy xuất hiện duy nhất một píc xuất hiện ở nhiệt độ là 128,04oC. Nằm giữa khoảng nhiệt

độ chuyển pha của PNIPAM (115,03oC) và PAM (165,21

oC) điều đó chứng tỏ tồn tại một sản phẩm

duy nhất là copolyme (NIPAM-AM).

- Ảnh hưởng của hàm lượng AM nhiệt độ LCST của copolyme (NIPAM-AM)

Nhiệt độ LCST của PNIPAM thuần là khoảng 32,30C. Khi giảm hàm lượng NIPAM, LCST

của copolyme tăng. Tuy nhiên khi tỷ lệ mol NIPAM/AM đạt đến 25/75 copolyme không có nhiệt độ

LCST, do đó không phát hiện được điểm đục. Hiện tượng này phù hợp với quan sát của một số tác

giả, thấy rằng AM là một monome ưa nước nhưng homopolyme của nó lại không có nhiệt độ

chuyển thể tích pha trong nước. Điều này giải thích tại sao khi tăng hàm lượng AM đến một tỷ lệ

nhất định so với NIPAM thì hệ không thể hiện tính chất LCST.

- Ảnh hưởng của hàm lượng AM đến tính chất trương của copolyme (NIPAM-AM)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 10 20 30 40 50

Nhiệt độ (độ C)

Mứ

c độ

trư

ơng

(g/g

)

NIPAM/AM 85/15

NIPAM/AM 90/10

NIPAM/AM 95/5

NIPAM/AM 100/0

Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ AM đến đặc tính trương của hydrogel (NIPAM-AM) trong

nước cất tại các nhiệt độ khác nhau

10

Kết quả từ việc khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng AM đến đặc tính trương của hydrogel

(NIPAM-co-AM) tại các nhiệt độ khác nhau cho thấy rõ khi tăng hàm lượng AM thì độ trương của

hydrogel thu được tăng lên nhưng độ dốc của đồ thị đường trạng thái trương thì lại giảm đi do AM

là một polyme ưa nước điển hình nên việc có mặt trong thành phần copolyme sẽ làm tăng độ trương

nhưng lại làm giảm tính nhạy nhiệt của hydrogel.

Chính vì vậy, khi tổng hợp hydrogel (NIPAM-co-AM), tỷ lệ mol AM được lựa chọn thường

<50%.

- Ảnh hưởng của hàm lượng AM tới quá trình trương và nhả trương của hydrogel (NIPAM-

co-AM)

Quá trình trương của hydrogel (NIPAM-co-AM) với hàm lượng AM khác nhau được biểu

diễn trên hình 3.12.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 100 200 300 400 500 600

Thời gian (phút)

Mứ

c đ

ộ tr

ươ

ng

(g/g

)

NIPAM/AM 85/15

NIPAM/AM 90/10

NIPAM/AM 95/5

NIPAM/AM 100/0

Hình 3.12. Quá trình trương của hydrogel (NIPAM-co-AM) trong nước cất với hàm lượng AM

khác nhau tại 20oC

Ngoài ra, kết quả cho thấy rằng tốc độ trương ban đầu giảm khi tăng hàm lượng AM từ 5 đến

15%, tuy nhiên mức độ trương tại thời điểm cân bằng lại tăng lên. Hiện tượng này được giải thích là

do sự có mặt của AM làm cho cấu trúc của hydrogel trở lên cứng nhắc, ngăn cản sự khuếch tán ban

đầu của các phân tử nước vào mạng cấu trúc để tiếp xúc với các nhóm ưa nước làm giảm tốc độ

trương ban đầu của hydrogel. Mức độ trương cân bằng của hydrogel tăng theo sự có mặt của nhóm

amit (-CONH2) trong phân tử AM có ái lực lớn với phân tử nước

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 90 180 270 360 450

Thời gian (phút)

Khả

năn

g nh

ả trư

ơng

(%)

NIPAM/AM 85/15

NIPAM/AM 90/10

NIPAM/AM 95/5

NIPAM/AM 100/0

Hình 3.13. Quá trình nhả trương của hydrogel (NIPAM-co-AM) trong nước cất với hàm lượng

AM khác nhau tại 50oC

Hình 3.13 mô tả quá trình nhả trương của các hydrogel cho thấy khi tăng hàm lượng AM thì

tốc độ nhả trương giảm hiện tượng này cũng được giải thích tương tự như trên là do sự có mặt của

AM làm giảm khả năng đàn hồi của cấu trúc hydrogel dẫn đến giảm tốc độ co ngót (độ nhả trương).

- Ảnh hưởng của hàm lượng AM tới mức độ trương của các hydrogel (NIPAM-co-AM) tại

các pH khác nhau

Kết quả cho thấy giá trị trương cân bằng của các hydrogel giảm dần từ pH thấp đến pH=4 và

đạt trạng thái trương ổn định trong khoảng pH = 4-8 sau đó bắt đầu tăng lên khi pH > 8 điều này

được lý giải là do tại pH thấp các nhóm amino bị proton hóa mang điện tích dương (NH2 + H+ =

NH3+) làm tăng lực đẩy tĩnh điện trong mạng lưới hydrogel dẫn tới độ trương tăng, còn khi pH > 8

11

thì các nhóm amit bị thủy phân thành nhóm cacboxylat (CONH2 → COO-) cũng có vai trò tương tự.

Trong khoảng pH = 4-8 các nhóm amit không chịu tác động ít của sự thủy phân nên mức độ trương

cân bằng ổn định. Tuy nhiên nhìn chung thì độ nhạy pH của các hydrogel (NIPAM-co-AM) là

không rõ rệt.

- Đánh giá đặc tính thuận nghịch nhiệt

Đặc tính thuận nghịch nhiệt của hydrogel (NIPAM-co-AM) được thể hiện ở 20oC và 50

oC

được biểu diễn trên hình 3.14.

NIPAM-AM

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Thời gian (giờ)

Mứ

c đ

ộ t

rươ

ng

(g

/g)

Hình 3.14. Mức độ trương của copolyme (NIPAM-AM)

Kết quả cho thấy hydrogel (NIPAM-AM) có thể trương và nhả trương khi nhiệt độ được

tuần hoàn theo chu kỳ trong khoảng nhiệt độ cao (50oC) và nhiệt độ thấp (20

oC), thể hiện tính nhạy

nhiệt rõ rệt, tuy nhiên thời gian để hydrogel ở mức độ trương cực đại chuyển xuống cực tiểu lớn hơn

PNIPAM.

3.2.1.8. Hình thái học bề mặt và độ bền cơ học của hydrogel (NIPAM-co-AM)

Ảnh SEM của các mẫu hydrogel với tỷ lệ mol NIPAM/AM khác nhau được trình bày trên

hình 3.15.

NIPAM/AM 90/10 NIPAM/AM 80/20

NIPAM/AM 70/30 NIPAM/AM 60/40

Hình 3.15. Ảnh SEM bề mặt của các mẫu hydrogel với tỷ lệ mol NIPAM/AM khác nhau

Quan sát thấy rằng hàm lượng tăng hàm lượng của AM trong hydrogel thì bề mặt càng suất

hiện nhiều vùng có cấu trúc gồ ghề, thể hiện tính cứng của vật liệu tăng lên so với khi không có AM.

12

Bảng 3.13. Ảnh hưởng của hàm lượng AM đến độ bền cơ lý của hydrogel

Hàm lƣợng AM (% mol) so với

NIPAM

Lực kéo đứt

(N)

Độ dãn dài khi đứt

(%)

0 0,30 29,5

10 0,72 20,1

20 0,95 18,3

30 1,23 17

40 1,89 14,6

Kết quả về tính chất cơ lý của hydrogel khẳng định rõ hơn về ảnh hưởng của hàm lượng AM

đến tính chất cơ học của hydrogel.

* Tóm tắt kết quả tiểu mục 3.2.1:

- Các hằng số đồng trùng hợp của NIPAM và AM thu được bằng phương pháp Kelen- Tudos

là rAM = 1,02, rNIPAM = 0,43

- Tăng tỷ lệ mol AM làm tăng LCST của copolyme (NIPAM-MA). Hệ P(NIPAM-co-AM)

mất tính nhạy nhiệt khi NIPAM/AM đạt tỷ lệ 25/75.

- Tăng hàm lượng AM sẽ làm tăng độ trương của hydrogel.

- Hydrogel (NIPAM-co-AM) có thay đổi mức độ trương theo pH tuy nhiên là không đáng

kể.

- Khoảng thuận nghịch nhiệt của hydrogel (NIPAM-co-AM) lớn hơn so với hydrogel

(NIPAM).

- Việc đưa thêm AM vào thành phần hydrogel làm tăng lực kéo đứt nhưng lại làm giảm độ

dãn dài khi đứt.

3.2.2. Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel (NIPAM-co-HEMA)

PHEMA là một vật liệu có khả năng tương hợp sinh học tuyệt vời cũng như các tính chất lý

hoá tương tự như các tế bào sống. Nó cũng có độ bền hoá học tốt và không bị thuỷ phân, khả năng

dung hoà tốt đối với các tế bào được cố định. Nhằm làm tăng khả năng tương hợp sinh học cho các

hydrogel nhạy nhiệt, hydrogel (NIPAM-co-HEMA) được tổng hợp và khảo sát tính chất.

- Động học quá trình đồng trùng hợp NIPAM và HEMA

Tỷ lệ thành phần của các hỗn hợp monome cũng như thành phần của copolyme sản phẩm

được tổng kết trong bảng 3.5.

Bảng 3.5. Thành phần của NIPAM và HEMA trong hỗn hợp đầu vào và trong copolyme

Mẫu

Tỷ lệ mol

NIPAM/HEMA

Thành phần nguyên tố trong copolyme (%)

Tính toán lý thuyết theo tỷ

lệ nạp vào

Kết quả

Phân tích nguyên tố

Ban đầu Copolyme*

C H N C H N

M1 30/70 33,3/66,7 57,7 8,2 3,4 57,9 8,3 3,8

M2 40/60 36,8/63,2 58,5 8,4 4,6 58,2 8,4 4,2

M3 50/50 43,4/56,6 59,3 8,6 5,8 58,7 8,5 5,0

M4 60/40 44,4/55,6 60,1 8,8 7,0 58,8 8,5 5,1

M5 70/30 47,4/52,6 61,0 9,1 8,3 59,0 8,6 5,4

(Nhiệt độ tổng hợp tại 200C, [NIPAM +HEMA]=0,7M; tỷ lệ [M]/[I] = 70; tỷ lệ TEMED]/[APS] =

1, độ chuyển hóa <10%)

Dựa vào dữ liệu kết quả phân tích thành phần copolyme thu được trong bảng 3.5 với việc sử

dụng phương pháp Kelen-Tudos để xác định hằng số đồng trùng hợp r1, r2 tương ứng của NIPAM và

HEMA. Đường biểu diễn sự phụ thuộc η vào ξ được biểu diễn trên hình 3.16.

13

y = 0.3413x - 0.3019

R2 = 0.9404

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

ξ

η

Hình 3.16. Đường biểu diễn sự phụ thuộc η theo ξ của hệ NIPAM-co-HEMA

Ngoại suy từ kết quả phương trình K-T ta được:

với = 0 rHEMA = 0,45

với = 1 rNIPAM = 0,04

Các hằng số đồng trùng hợp cho thấy các phân tử HEMA và NIPAM có xu hướng kết hợp với nhau

nhiều hơn là tự kết hợp với nhau, sản phẩm có chứa nhiều HEMA hơn và có độ luân phiên tốt

(rHEMA . rNIPAM = 0,018)

- Phổ hồng ngoại chứng minh sự tồn tại của sản phẩm

Trên phổ hồng ngoại của sản phẩm thấy xuất hiện pic ở vị trí 3300cm-1

là cộng hưởng của

nhóm amit và –OH (vai phổ rộng hơn); pic 3100cm-1

đặc trưng cho dao động hoá trị của C-N; pic

1730cm-1

đặc trưng cho nhóm C=O của este trong copolyme; pic trong vùng 1640-1560cm-1

đặc

trưng cho nhóm C=O của amit và pic 1420, 1290cm-1

đặc trưng cho nhóm isopropyl, ngoài ra còn có

pic 1040cm-1

đặc trưng cho dao động kéo của C-O trong este. So sánh phổ IR của các monome và

của sản phẩm thấy rằng phản ứng đồng trùng hợp đã xảy ra

Hình 3.17. Phổ IR của copolyme (NIPAM/HEMA = 90/10)

Ngoài ra với việc sử dụng giản đồ DSC để xác định nhiệt độ thủy tinh hóa của sản phẩm

(Tg) cho thấy xuất hiện duy nhất một píc xuất hiện ở nhiệt độ là 103,26 chứng tỏ sản phẩm chỉ chứa

copolyme (NIPAM-HEMA).

- Ảnh hưởng của hàm lượng HEMA đến nhiệt độ LCST của copolyme (NIPAM-HEMA)

Nhiệt độ LCST của copolyme tăng dần khi tăng hàm lượng HEMA. Điều này được giải thích

do khi tăng hàm lượng HEMA sẽ làm tăng sự có mặt của các nhóm ưa nước trong copolyme dẫn tới

làm tăng nhiệt độ LCST và khi đạt tới tỷ lệ NIPAM/HEMA là 20/80 thì nhiệt độ LCST copolyme

biến mất.

- Quá trình trương/nhả trương của các copolyme (NIPAM-HEMA)

Quá trình trương/nhả trương của các mẫu hydrogel ở 20 o

C và 50oC được biểu diễn trên hình

3.18 và hình 3.19.

14

0

4

8

12

16

0 100 200 300 400 500 600

Thời gian (phút)

Mứ

c đ

ộ tr

ươ

ng

(g/g

)

NIPAM/HEMA 100/0

NIPAM/HEMA 90/10

NIPAM/HEMA 80/20

NIPAM/HEMA 75/25

Hình 3.18. Quá trình trương của copolyme (NIPAM-HEMA) ở 20

oC

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Thời gian (phút)

Kh

ả n

ăn

g n

hả t

rươ

ng

(%

)

NIPAM/HEMA 100/0

NIPAM/HEMA 90/10

NIPAM/HEMA 80/20

NIPAM/HEMA 75/25

Hình 3.19. Quá trình nhả trương của copolyme (NIPAM-HEMA) ở 50

oC

Rõ ràng là mức độ trương tăng khi tăng hàm lượng HEMA tuy nhiên mặc dù mức độ tăng

(do HEMA có chứa nhóm OH và nhóm este trong phân tử có tính ưa nước không cao) là không

nhiều nhưng tốc độ trương thì lại cao hơn so với giải thích do HEMA là một este có chứa nhóm –

OH đóng vai trò như chất hóa dẻo làm cho các đoạn mạch phân tử trong hydrogel trở lên linh động

hơn tạo điều kiện thuận lợi cho sự khuếch tán của nước vào mạng lưới cấu trúc cũng như đi ra ngoài

rễ dàng hơn.

- Đánh giá đặc tính thuận nghịch nhiệt và ảnh SEM của copolyme (NIPAM-HEMA)

Đặc tính thuận nghịch nhiệt của hydrogel (NIPAM-co-HEMA) thực hiện ở 20 và 50oC được

biểu diễn trên hình 3.20.

NIPAM-HEMA

0

3

6

9

12

15

18

0 5 10 15 20 25 30 35Thời gian (giờ)

Mứ

c đ

ộ t

rươ

ng

(g

/g)

Hình 3.20. Mức độ trương của copolyme (NIPAM-HEMA) theo thời gian khi thay đổi đột ngột

nhiệt độ ở 20 và 50oC (tỷ lệ mol NIPAM/HEMA 90/10)

Kết quả cho thấy hydrogel (NIPAM-co-HEMA) cũng có hiệu ứng nhạy nhiệt rõ rệt , có thể

trương và nhả trương khi nhiệt độ được tuần hoàn theo chu kỳ trong khoảng nhiệt độ (50oC) và

(20oC) tuy nhiên khoảng cách giữa các chu kỳ ngắn hơn so với hydrogel NIPAM và hydrogel

(NIPAM-co-HEMA), thể hiện khả năng đáp ứng nhiệt tốt hơn. Ngoài ra độ lập lại của các chu kỳ

của hydrogel có chứa HEMA kéo dài hơn dẫn tới tính ổn định của chúng tốt hơn so với các hydrogel

NIPAM và P(NIPAM-co-HEMA).

15

Hình 3.21. Ảnh SEM bề mặt cắt ngang của hydrogel: A- hydrogel NIPAM, B- hydrogel (NIPAM-

co-HEMA): 90/10

Ảnh SEM cho thấy sự khác nhau giữa bề mặt cắt ngang của hydrogel cho thấy sự xuất hiện

của HEMA làm cho bề mặt của hydrogel trở nên đồng nhất hơn, nguyên nhân do HEMA đóng vai

trò chất hóa dẻo trong cấu trúc hydrogel.

- Tính chất cơ lý của các mẫu hydrogel

Các giá trị lực kéo đứt và độ dãn dài khi đứt của các mẫu hydrogel có chứa HEMA đều cao

hơn so với gel PNIPAM. Các kết quả này là do việc đưa HEMA vào gel trên cơ sở PNIPAM khiến

cho gel copolyme nhạy nhiệt có độ bền cơ lý (lực kéo đứt) và tính đàn hồi (độ dãn dài khi đứt) cao

hơn.

* Tóm tắt kết quả tiểu mục 3.2.2:

- Các hằng số đồng trùng hợp của NIPAM và HEMA thu được bằng phương pháp Kelen- Tudos là

rHEMA = 0,45 rNIPAM = 0,04.

- Tăng hàm lượng HEMA, mức độ trương và nhiệt độ LCST của hydrogel tăng.

- Đưa HEMA vào thành phần hydrogel làm tăng độ bền cơ lý (lực kéo đứt và độ dãn dài khi

đứt) của hydrogel.

- Chu kỳ thuận nghịch nhiệt của hydrogel lớn hơn so với hydrogel(NIPAM) và hydrogel

(NIPAM-co-AM).

3.2.3. Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel (NIPAM-co-MA)

- Động học quá trình đồng trùng hợp NIPAM và MA

Dựa vào dữ liệu kết quả phân tích thành phần copolyme và sử dụng phương pháp Kelen-

Tudos để xác định hằng số đồng trùng hợp r1, r2 tương ứng của NIPAM và MA. Đường biểu diễn sự

phụ thuộc η vào ξ được biểu diễn trên hình 3.22.

y = 0.7047x - 0.251

R2 = 0.9956

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

ξ

η

Hình 3.22. Đường biểu diễn sự phụ thuộc η theo ξ của hệ NIPAM-co-MA

Ngoại suy từ kết quả phương trình K-T ta được: với = 0 rMA = 0,08

với = 1 rNIPAM = 0.45

16

Từ các kết quả hệ số đồng trùng hợp cho thấy các monome MA và NIPAM có xu hướng kết

hợp với nhau hình thành các copolyme hơn là tự kết hợp với nhau để hình thành các homopolyme.

Ngoài ra, sản phẩm thu được có độ luân phiên tốt (rMA. rNIPAM = 0,036) và chứa nhiều NIPAM hơn.

- Ảnh hưởng của hàm lượng MA đến nhiệt độ LCST của hydrogel (NIPAM-co-MA)

Việc đưa MA có chứa các nhóm có khả năng ion hoá làm tăng tính nhạy nhiệt của sản phẩm.

Trong trường hợp này, copolyme (NIPAM-MA) thu được có độ tan cao hơn, được phản ánh bởi sự

chuyển dịch LCST từ 32,30C đối với dung dịch PNIPAM lên 62,8

0C đối với hydrogel copolyme có

tỷ lệ mol MA 45%. Điều này là do các phân tử MA có tính chất ưa nước cao nên làm tăng mật độ

các phân tử nước xung quanh các chuỗi polyme, do đó phá vỡ liên kết hydro giữa các nhóm ưa nước

của polyme và các phân tử nước xung quanh thì phải tăng nhiệt độ, một hiện tượng được điều khiển

bởi sự tăng entropy do giải phóng các phân tử nước hydrat.

Ngoài ra, điểm LCST của hydrogel khi có sự tham gia của MA trong thành phần cũng phụ

thuộc khá nhiều vào pH điều này được giải thích do MA là axit hữu cơ có 2 mức phân ly pKa1 =

1,85 và pKa2 = 6,06, tại pH thấp nhóm cacboxylic bị phân ly không đáng kể chủ yếu là hình thành

NH3+

(nhóm NH2 của NIPAM bị proton hóa) nên khả năng tương tác với các phân tử nước là không

lớn bằng tại pH cao tại đó ngoài việc hình thành các nhóm COO- có ái lực với nước lớn còn thuận

lợi cho việc hình thành liên kết hydro nội phân tử (NH…O) dẫn đến LCST tăng dần theo pH, hiện

tượng này không xảy ra đối với poly (NIPAM), copolyme (NIPAM-AM) và copolyme (NIPAM-

HEMA) điều, chứng tỏ đây là một polyme có tính nhạy nhiệt kép (nhiệt độ, pH).

- Quá trình trương/nhả trương của hydrogel (NIPAM-co-MA)

Đường cong quá trình trương và nhả trương của các mẫu hydrogel có hàm lượng MA thay

đổi thể hiện ở hình 3.23 và hình 3.23.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Thời gian (phút)

Mứ

c đ

ộ t

rươ

ng

(g

/g)

NIPAM/MA 100/0

NIPAM/MA 95/5

NIPAM/MA 85/15

NIPAM/MA 75/25

Hình 3.22 . Quá trình trương của hydrogel (NIPAM-co-MA) với các tỷ lệ MA khác nhau trong

nước cất tại 20oC

20

40

60

80

100

0 50 100 150 200 250 300

Thời gian (phút)

Khả

năng

nhả

trươ

ng (%

)

NIPAM/MA 100/0

NIPAM/MA 95/5

NIPAM/MA 85/15

NIPAM/MA 75/25

Hình 3.23. Quá trình nhả trương của hydrogel (NIPAM-co-MA) với các tỷ lệ MA khác nhau

trong nước cất tại 20oC

Kết quả cho thấy tốc độ trương và nhả trương của hydrogel cũng như mức độ trương ở trạng

thái cân bằng, thời gian đạt trạng thái trương cân bằng( 0% MA, 5% MA, 15% MA, 25%MA lần

lượt là: 300, 270, 240, 180 phút) đều tăng. Sự thay đổi này là do khi tăng hàm lượng MA sẽ làm

tăng số lượng các nhóm ưa nước (-COOH) dẫn đến tăng lực đẩy tĩnh điện giữa các đoạn mạch

17

hydrogel là nguyên nhân mở rộng cấu trúc các ô mạng thuận lợi cho việc khuếch tán của các phân tử

nước cũng như số lượng vào trong cấu trúc hydrogel, việc tăng số lượng nhóm COOH cũng làm

tăng số lượng liên kết của nước với hydrogel.

- Tính thuận nghịch nhiệt của hydrogel (NIPAM-co-MA)

Tính chất thuận nghịch nhiệt của hydrogel (NIPAM-co-AM) được đưa ra ở hình 3.30.

NIPAM-MA

0

4

8

12

16

20

0 3 6 9 12 15 18Thời gian (giờ)

Mứ

c đ

ộ t

rươ

ng

(g

/g)

Hình 3.24. Tính thuận nghịch nhiệt của hydrogel (NIPAM-co-MA) với tỷ lệ NIPAM/MA=95/5

Số liệu thực nghiệm thu được cho thấy tính chất thuận nghịch nhiệt của hydrogel với sự có

mặt của MA diễn ra trong khoảng thời gian ngắn hơn so với tất cả các loại hydrogel đã được nghiên

cứu ở trong phạm vi luận án này tuy nhiên số chu kỳ lại ngắn nhất điều này được lý giải là do tính

ưa nước cao của MA sẽ làm giãn nở mạng lưới của hydrogel ở mức độ cao dẫn khoảng cách giữa

điểm cực tiểu và cực đại giảm, độ bền của cấu trúc mạng lưới cũng bị ảnh hưởng rất nhiều dẫn đến

sự suy giảm nhanh về mức độ trương (một phần của mạng lưới đã bị phá vỡ).

- Hình thái học bề mặt và độ bền cơ học của hydrogel

Hình 3.25. Ảnh SEM bề mặt cắt ngang của hydrogel P(NIPAM) (a) và hydrogel (NIPAM-co-

MA) (b) với tỷ lệ NIPAM/MA = 95/5

Kết quả ảnh SEM cho thấy bề mặt cắt ngang ngang có cấu trúc xốp cao với đường kính mao

quản trung bình của hydrogel có mặt MA lớn hơn khi không có. Ngoài ra trên bề mặt của hydrogel

(NIPAM-co-MA) kích thước thành của các mao quản lớn hơn, sự phân biệt giữa các ống mao quản

cạnh nhau giảm đi điều này thể hiện tính ưa nước tăng khi có mặt của MA là rất rõ rệt. Đặc điểm

này cho phép nước khuếch tán chất tan theo mọi hướng với tốc độ tương đương.

Kết quả độ bền cơ lý của hydrogel khi hàm lượng MA tăng cho thấy khi hàm lượng MA tăng

thì lực kéo đứt cũng như độ dãn dài khi đứt đều giảm rõ rệt thậm chí đối với tỷ lệ

NIPAM/MA=75/25 không đo được.

* Tóm tắt kết quả tiểu mục 3.2.3:

- Các hằng số đồng trùng hợp của NIPAM và MA thu được bằng phương pháp Kelen- Tudos

là rMA = 0,08, rNIPAM = 0,45.

- Tăng tỷ lệ mol MA làm tăng LCST và mức độ trương của hydrogel.

- Việc bổ xung hàm lượng MA làm mức độ trương của hydrogel thay đổi rõ rệt theo pH.

- Tính chất cơ học của hydrogel suy giảm hơn so với hydrogel (NIPAM).

18

- Hydrogel có cấu trúc xốp mao quản với đường kính lớn.

- Hydrogel cũng có tính chất thuận nghịch nhiệt nhưng thấp hơn so với các hydrogel đã được

nghiên cứu ở trên.

3.2.4. Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của hydrogel terpolyme (NIPAM-HEMA-MA)

- Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của terpolyme (NIPAM-HEMA-MA)

Từ các nghiên cứu khảo sát trên đây, việc tiến hành tổng hợp hydrogel có tính chất vừa nhạy

nhiệt, nhạy pH và có khả năng tương hợp với các tế bào trong cơ thể sẽ được tiến hành, khảo sat các

tính chất trên cơ sở NIPAM, HEMA và MA. Để tiến hành chế tạo hydrogel nhạy nhiệt tác giả sẽ tiến

hành tổng hợp hydrogel theo tỷ lệ NIPAM/HEMA = 75/25 (việc lựa chọn này dựa trên khả năng

tương hợp với các tế bào của HEMA và ở tỷ lệ này LCST = 36,7oC gần nhiệt độ cơ thể và hydrogel

có độ bền cơ học phù hợp) và với các tỷ lệ MA thay đổi trong khoảng từ 1 – 5% so với NIPAM.

Hình 3.26. Phổ hồng ngoại của terpolyme (NIPAM-HEMA-MA)

Trên phổ của sản phẩm thấy xuất hiện dải hấp thụ mạnh tại vị trí 3506cm-1

và 3317 cm-1

đặc

trưng cho nhóm –NH2 và nhóm –OH trong axit có píc tại 3063 cm-1

. Dải hấp thụ tại vị trí 1633cm-1

và 1546 cm-1

khẳng định sự có mặt tương ứng của nhóm amit (I) và amit (II) píc 1723 cm-1

có

cường độ mạnh do có sự cộng hưởng giữa nhóm C=O của HEMA và MA, píc 1423 cm-1

và 1295

cm-1

tương ứng với dao động của nhóm isopropyl, 1199 cm-1

là dao động của nhóm C-O trong liên

kết este. Các pic hấp thụ này chứng minh sự thành công của quá trình đồng trùng hợp.

- Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng MA đến tính chất nhạy nhiệt của terpolyme

(NIPAM-HEMA-MA)

Kết quả cho thấy khi hàm lượng MA tăng sẽ làm tăng LCST của terpolyme và với hàm

lượng MA bằng 2% so với NIPAM thì điểm LCST có giá trị đạt 37,1oC gần nhiệt độ cơ thể người,

tỷ lệ này sẽ được sử dụng để tiến hành nghiên cứu các tính chất của hydrogel nhạy nhiệt và pH của

môi trường

3.2.4.3. Nghiên cứu quá trình trương và nhả trương của hydrogel (NIPAM-co-HEMA-co-MA)

0

5

10

15

20

25

0 100 200 300 400

Thời gian (phút)

Mứ

c đ

ộ t

rươ

ng

(g

/g)

NIPAM/HEMA 75/25

NIPAM/MA 98/2

NIPAM-HEMA-MA

Hình 3.27. Quá trình trương của hydrogel (NIPAM-co-HEMA-co-MA) trong nước cất tại 20

oC

19

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 60 120 180 240

Thời gian (phút)

Khả

năn

g nh

ả tr

ươ

ng (%

)

NIPAM/MA 98/2

NIPAM/HEMA 75/25

NIPAM-HEMA-MA

Hình 3.28. Quá trình nhả trương của hydrogel (NIPAM-co-HEMA-co-MA) trong nước cất tại

50oC

Quá trình trương và nhả trương của terpolyme (NIPAM-HEMA-MA) được thể hiện trên

hình 3.34 và 3.35 cho thấy mức độ trương, tốc độ trương cân bằng cũng như tốc độ nhả trương đều

lớn hơn so với các hydrogel (NIPAM-co-MA) và hydrogel (NIPAM-co-HEMA) ở cùng các tỷ lệ

nghiên cứu điều này cho thấy sự kêt hợp giữa tính chất ưa nước mạnh của MA và tính chất mềm dẻo

HEMA làm cho cấu trúc của hydrogel trở lên linh động và ưa nước hơn rất nhiều.

- Đặc tính thuận nghịch nhiệt và pH của terpolyme (NIPAM-HEMA-MA)

Mẫu hydrogel được tiến hành xác định khả năng thuận nghịch nhiệt bằng cách xác định độ

trương cân bằng tại 20oC và tại 50

oC, kết quả đưa ra ở hình 3.29.

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Thời gian (giờ)

Mứ

c đ

ộ t

rươ

ng

(g

/g)

NIPAM-HEMA-MA

Hình 3.29. Tính thuận nghịch nhiệt của terpolyme (NIPAM-HEMA-MA) trong nước cất tại pH =

7

Từ hình dạng đồ thị thu được có thể nhận thấy rằng mạng lưới hydrogel có đặc tính thuận

nghịch nhiệt rõ ràng tuy nhiên thì khả năng thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ là không nhanh

như đối với các hydrogel NIPAM, (NIPAM- AM), (NIPAM-HEMA) thể hiện ở độ dốc tại điểm cực

đại và cực tiểu, hiện tượng này là do khi có mặt của MA sẽ làm tăng các nhóm ưa nước (-COOH)

dẫn tới ảnh hưởng tốc độ thay đổi theo nhiệt độ giảm.

14

16

18

20

22

24

0 2 4 6 8 10 12 14

Thời gian (giờ)

Mứ

c độ

trư

ơng

(g/

g)

Hình 3.30. Tính thuận nghịch pH của terpolyme (NIPAM-HEMA-MA) tại pH=4 và pH=7 , nhiệt

độ 20oC.

20

Kết quả về khả năng thuận nghịch pH của terpolyme (NIPAM-HEMA-MA) được đưa ra ở

hình 3.41 với điểm cực đại tương ứng ở pH = 7 và cực tiểu tương ứng với pH = 4 cho thấy sản phẩm

thu được có tính thuận nghịch pH tương đối ổn định trong một thời gian dài (4 chu kỳ).

- Tính chất cơ học và ảnh SEM của terpolyme (NIPAM-HEMA-MA)

Việc bổ xung MA vào thành phần của hydrogel làm thay đổi tính chất cơ lý, kết quả đã được

đưa ra ở bảng 3.6.

Bảng 3.6. Ảnh hưởng của hàm lượng MA đến tính chất cơ lý của terpolyme (NIPAM-HEMA-

MA)

Tỷ lệ MA/NIPAM

(% mol)

Lực kéo đứt

(N)

Độ dãn dài khi đứt (%)

1 0,28 28

2 0,26 27,5

3 0,2 25,8

4 0,1 21,5

5 Không đo được 16,3

Từ các số liệu thu được thấy rằng khi tăng hàm lượng MA đã có sự suy giảm tính chất cơ lý

của hydrogel, điều này cho thấy ảnh hưởng rõ rệt của MA làm tăng lực đẩy tĩnh điện, số lượng các

phân tử nước có chứa trong cấu trúc mạng lưới của hydrogel làm cho hydrogel trở lên có có cấu trúc

lỏng lẻo. Tuy nhiên với hàm lượng MA thấp thì ảnh hưởng này không đáng kể.

NIPAM-HEMA (75/25) NIPAM-HEMA-MA

Hình 3.31. Ảnh SEM mặt cắt ngang của hydrogel(NIPAM-co-HEMA) và terpolyme (NIPAM-

HEMA-MA)

Tóm tắt kết quả mục 3.2.4:

- Đã tiến hành tổng hợp hydrogel vừa có tính nhạy nhiệt vừa có tính nhạy pH trên cơ sở

NIPAM, HEMA và MA.

- Hydrogel tổng hợp có nhiệt độ LCST là 37,1oC phù hợp với nhiệt độ cơ thể người với tỷ lệ

phù hợp theo tỷ lệ NIPAM/HEMA=75/25 và MA so với NIPAM là 2%.

- Hydrogel có tính nhạy nhiệt và pH rõ ràng.

- Bề mặt cắt của hydrogel(NIPAM-co-HEMA-co-MA) có cấu trúc mao quản và có độ đồng

đều cao.

3.3. Nghiên cứu quá trình nhả paracetamol và đánh giá khả năng kích ứng da của terpolyme

(NIPAM-HEMA-MA)

Mẫu hydrogel ngậm thuốc được chuẩn bị theo các bước như đã nêu ở phần thực nghiệm, sau

đó khảo sát nhả thuốc trong nước cất ở nhiệt độ cố định theo thời gian. Tại mỗi thời điểm khảo sát,

xác định phần trăm khối lượng paracetamol mà hydrogel đã nhả.

21

y = 0.0629x + 0.1493

R2 = 0.9971

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 10 20 30 40 50 60

Nồng độ (mg/l)

Độ

hấ

p th

ụ q

ua

ng

(A

bs)

Hình 3.32. Đường chuẩn độ hấp thụ quang-nồng độ paracetamol

3.3.1. Quá trình nhả thuốc ở 370C và 40

oC trong môi trƣờng nƣớc cất

Hình 3.33 biểu thị quá trình nhả thuốc của hydrogel (NIPAM-co-HEMA-co-MA) tại 37oC

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15

Thời gian (giờ)

% N

hả th

uốc

Hình 3.33. Hàm lượng paracetamol được hydrogel nhả theo thời gian ở 37

0C

Khả năng nhả thuốc của hydrogel tăng dần đều và chậm dần ở 2 giờ cuối của quá trình khảo

sát, hàm lượng thuốc tối đa được nhả tương ứng của là 51%.

Hydrogel nhả thuốc ở 40oC cũng được khảo sát và đưa ra ở hình 3.42

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15

Thời gian (giờ)

% N

hả th

uốc

Hình 3.34. Hàm lượng paracetamol được hydrogel nhả ra theo thời gian ở 40

oC

Thuốc được nhả ra chậm trong 2 giờ đầu tiên và tăng đáng kể trong 8 giờ tiếp theo rồi chậm

lại trong 2 giờ cuối cùng. Ở giờ đầu tiên lượng thuốc nhả ra đạt ≈ 16,68% lượng thuốc chứa trong

hydrogel và tăng nhanh trong 8 giờ tiếp theo đạt đến 50,34%. Trong 2 giờ khảo sát cuối cùng, lượng

thuốc mà hydrogel nhả ra tối đa ≈ 65%. Như vậy so sánh với lượng thuốc nhả ra ở nhiệt độ 37oC thì

rõ ràng là thuốc được nhả ra tốt hơn ở 40oC vì khi đó khả năng co ngót của hydrogel cao hơn. Điều

đó có nghĩa là ở nhiệt độ cao hơn lượng thuốc nhả ra trong môi trường là lớn hơn, hiện tượng này

hoàn toàn phù hợp khi sử dụng hydrogel để mang thuốc trong cơ thể người, khi bệnh nhân bị sốt,

người bệnh sốt ở nhiệt độ càng cao thì lượng paracetamol nhả ra càng nhiều.

3.3.2. Quá trình nhả thuốc ở 370C và 40

oC trong môi trƣờng khác nhau

Quá trình nhả thuốc cùng theo sự thay đổi của môi trường cũng được tiến hành khảo sát, kết

quả được thể hiện ở hình 3.35 và hình 3.36.

22

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15

Thời gian (giờ)

% N

hả th

uốc

Hình 3.35. Hàm lượng paracetamol được hydrogel nhả ra theo thời gian tại 37

oC, pH=4

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15

Thời gian (giờ)

% N

hả th

uốc

Hình 3.36. Hàm lượng paracetamol được hydrogel nhả ra theo thời gian tại 40

oC, pH=4

Kết quả cho thấy, tốc độ nhả thuốc của các mẫu khi được so sánh với nhau ở cùng nhiệt độ

đều cao hơn khi pH thấp cụ thể tại 37oC: pH=4 và pH= 7 lượng thuốc nhả ra tương ứng là 69% và

51%; tại 40oC: pH=4 và pH=7 lượng thuốc nhả ra tương ứng là 80% và 65%. Điều này là do tính

chất nhạy kép của hydrogel gây lên làm tăng tốc độ nhả cũng như hàm lượng nhả thuốc.

Việc tiến hành khảo sát khả năng nhả thuốc trong các điều kiện cho thấy lượng thuốc nhả ra

không hoàn toàn điều này là do khi hydrogel co lại các cấu trúc lỗ mao quản dần nhỏ lại làm cho

một lượng thuốc sẽ bị giữ lại trong cấu trúc hydrogel.

3.3.3. Đánh giá khả năng kích ứng da

Việc đánh giá khả năng kích ứng da của hydrogel cho thấy sản phẩm không gây kích ứng.

Kết quả kiểm nghiệm được đưa ra trong hình 3.37.

Hình 3.37. Kết quả phân tích kích ứng da mẫu hydrogel

23

Tóm tắt kết quả mục 3.3:

- Đã khảo sát khả năng nhả thuốc paracetamol tại các nhiệt độ và pH khác nhau cho thấy

lượng thuốc được nhả tăng ra khi nhiệt độ tăng và pH thấp.

- Lượng thuốc nhả ra không hoàn toàn do có một phần bị giữ lại trong cấu trúc hydrogel khi

co lại.

Sản phẩm hydrogel tạo ra không gây kích ứng da.

KẾT LUẬN

1. Đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp polyme PNIPAM bằng phương pháp trùng hợp gốc tự do trong

môi trường nước và xác định các điều kiện phản ứng tối ưu:

- Lựa chọn được hệ xúc tác

- Nhiệt độ phản ứng

- Nồng độ monome và thời gian tiến hành phản ứng.

2. Đã tiến hành tổng hợp các hydrogel trên cơ sở PNIPAM, P(NIPAM-co-AM), P(NIPAM-co-

HEMA), P(NIPAM-co-MA) và thực hiện các nghiên cứu đánh giá về điều kiện phản ứng tối ưu,

nghiên cứu tính chất sản phẩm tạo thành. Các nghiên cứu phát hiện:

- Chất tạo lưới và chất điện ly làm giảm độ trương của hydrogel NIPAM.

- Hydrogel NIPAM có tính chất thuận nghịch nhiệt rõ rệt và có cấu trúc mao quản hở.

- Hệ hydrogel (NIPAM-co-AM) có mức độ trương theo pH không đáng kể.

- Khoảng thuận nghịch nhiệt của hydrogel (NIPAM-co-AM) lớn hơn PNIPAM, có lực kéo

đứt cao hơn nhưng độ dãn dài giảm.

- Hydrogel (NIPAM-co-HEMA) có độ bền cơ lý cao hơn (lực kéo đứt và độ dãn dài khi đứt

của hydrogel)

- Chu kỳ thuận nghịch nhiệt của Hydrogel (NIPAM-co-HEMA) cũng lớn hơn so với

Hydrogel NIPAM và Hydrogel (NIPAM-co-AM)

- Hydrogel (NIPAM-co-MA) có độ trương thay đổi rõ rệt theo pH.

- Tính chất cơ lý của hydrogel (NIPAM-co-MA) giảm so với PNIPAM và đặc tính thuận

nghịch nhiệt thấp hơn so với các hydrogel đã nghiên cứu.

3. Áp dụng các phương pháp tính toán lý thuyết và thực hiện các phép đo như phân tích nguyên tố,

độ bền cơ lý, SEM để xác định các tính chất của hydrogel cho thấy:

- Hydrogel (NIPAM-AM) có tính luân phiên trong sản phẩm trùng hợp không cao.

- Copolyme (HEMA – NIPAM) có độ luân phiên tốt, cấu trúc đồng nhất hơn và đặc tính cơ lý được

cải thiện.

- Copolyme (MA – NIPAM) có độ luân phiên tốt, cấu trúc xốp lớn hơn PNIPAM và độ bền cơ lý

thấp.

4. Đã nghiên cứu tổng hợp hệ hydrogel (NIPAM-co-HEMA-co-MA) đồng thời có tính nhạy

nhiệt và nhạy pH, có tính chất cơ lý được cải thiện đáng kể so với những hệ copolyme hai cấu tử

dòng NIPAM. Nghiên cứu cũng tập trung vào các mục tiêu cụ thể:

- Xác định thành phần các cấu tử để tổng hợp được hệ hydrogel có nhiệt độ ứng đáp gần với

nhiệt độ cơ thể người nhằm hướng tới khả năng chế tạo hệ mang/nhả thuốc khi cơ thể người có biến

đổi nhiệt theo chiều hướng tăng.

- Nghiên cứu khả năng hấp thụ/giải phóng thuốc trên cơ sở thử nghiệm với một dược chất

điển hình là Paracetamol nhằm đánh giá khả năng ứng dụng hệ hydrogel làm hệ chất mang/nhả

thuốc.

- Thực hiện đánh giá một phần tính chất tương hợp sinh học của sản phẩm hydrogel, cụ thể

là khả năng kích ứng da của hệ gel nhằm hướng tới mục tiêu ứng dụng hệ mang/nhả thuốc qua da

trong điều trị. Kết quả thử nghiệm cho thấy sản phẩm không có tính kích ứng da.

24

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

1. Hoang Duong Thanh, Tran Thi Nhu Mai, Bui Thai Thanh Thu, Nguyen Van Khoi, Tran Vu Thang,

“Preparation of thermosensitive poly(N-isopolyacrylamide-co-acrylamide) hydrogels by redox

initiators”, Vie. J. Chem.,, 2006, Vol 44(1), p. 100-104.

2. Hoang Duong Thanh, Tran Thi Nhu Mai, Bui Thai Thanh Thu, Nguyen Van Khoi, Tran Vu Thang,

“Synthesis and swelling behaviors of the (N- isopropylacrylamide-co-maleic acid-co-2-

hydroxyethyl methacrylate) copolymeric hydrogels”, Vie. J. Sci. Technol., 2006, Vol 44(3), p. 107-

111,.

3. Hoàng Dương Thanh, Trần Thị Như Mai, Bùi Phương Thảo, Bùi Thái Thanh Thư, Nguyễn Văn Khôi,

Trần Vũ Thắng, “Nghiên cứu động học và tính chất trương nở của copolyme hydroxyetyl metacrylat

(HEMA) và acrylamit (Aam), Hội nghị Khoa học và Công nghệ Hoá học hữu cơ toàn quốc lần thứ

IV, 2009, tr. 672-675.

4. Hoàng Dương Thanh, Trần Thị Như Mai, Ngô Thị Thuận, Giang Thị Phương Ly, Tổng hợp và

nghiên cứu khả năng trương và nhả trương paraxetamol của hydrogel nhạy nhiệt trên cơ sở

poly(isopropylacrylamit), Tạp chí phân tích Hoá , lý và sinh học, 2009, tập 14 số 2, 97-102.

5. Trần Thị Như Mai, Hoàng Dương Thanh, Giang Thị Phương Ly, tổng hợp và đặc trưng hydrogel

nhạy nhiệt trên cơ sở poly(iso-propylacrylamit), Tạp chí Hóa học, 2009, tập 47 (5A), 296-300.

6. Hoàng Dương Thanh, Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng 2- hydroxyethylmethacryliate đến quá

trình tổng hợp và tính nhạy nhiệt của poly (N-isopropylacrylatcrylamit-co-

hydroxyethylmethacrylate), Tạp chí khoa học và công nghệ, 2014, tập 52 số 1.