水凝膠作為載體用于藥物緩控釋的數(shù)學(xué)建模及過程模擬.pdf

1、聚合物水凝膠是由親水性聚合物鏈通過物理作用或化學(xué)鍵鏈接而成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。作為典型的軟物質(zhì),水凝膠在受到環(huán)境變化刺激時(shí)會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)性,改變自身的物理或化學(xué)狀態(tài)。水凝膠的宏觀尺寸和形狀是由分子間相互作用力控制,而這些相互作用力是溫度、聚合物交聯(lián)密度、溶劑組分、pH值等的函數(shù),可以通過調(diào)控這些因素來控制凝膠在溶脹和塌縮不同狀態(tài)之間變化,實(shí)現(xiàn)智能響應(yīng)行為。水凝膠不僅是一種智能材料,還具有良好的生物相容性,這使其成為理想的藥物載體廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)

2、藥領(lǐng)域。
　　 藥物傳遞的根本目的是獲得高效低毒的藥物治療效果,藥物控制釋放就是以物理或化學(xué)的方法將藥物分子與載體材料相結(jié)合,通過擴(kuò)散、滲透等方式,在體內(nèi)特定部位將藥物分子以一定的濃度釋放出來,達(dá)到充分發(fā)揮藥效的目的?？煽厮幬镝尫畔到y(tǒng)與傳統(tǒng)的藥物傳輸系統(tǒng)相比能夠提供更加穩(wěn)定的藥物釋放過程,這不僅避免了血液中藥物濃度過高帶來的毒副作用,而且可以延長藥物的作用時(shí)間,成少藥物的浪費(fèi)。
　　 由于聚合物水凝膠載藥系統(tǒng)的釋藥過程非

3、常復(fù)雜,且具有多學(xué)科交叉等特點(diǎn),使得定量描述藥物釋放過程并對(duì)其進(jìn)行調(diào)控異常困難。因此,建立數(shù)學(xué)模型深入研究藥物釋放機(jī)理并分析藥物緩控釋調(diào)控規(guī)律具有重要意義:一方面從理論上進(jìn)一步完善聚合物水凝膠系統(tǒng)溶脹釋藥的機(jī)理,對(duì)軟物質(zhì)科學(xué)的發(fā)展起到推動(dòng)作用;另一方面為聚合物水凝膠材料載藥系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用提供指導(dǎo)。
　　 本工作基于多相理論建立數(shù)學(xué)模型,通過對(duì)菲克定律的拓展將藥物釋放過程與聚合物水凝膠溶脹過程耦合,借助有限元方法,探究初始載藥量