DOI: 10.1039/c9ra08832f
本文提出了一种利用静电纺丝技术，以水性共混物聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）（P（NIPAAm-co-AAc））和再生丝纤维（RSF）为原料，制备温度和pH双重响应的电纺纤维垫的绿色方法。采用自由基溶液聚合法合成了P（NIPAAm-co-AAc），其低临界溶液温度（LCST）在生理范围（38.8℃）内。以水为溶剂，在存在交联剂（EDC·HCl和NHS）的条件下，采用静电纺丝技术制备了P（NIPAAm-co-AAc）/RSF纤维。经过原位交联和水退火工艺，得到了水稳定的复合纤维垫。采用扫描电镜（SEM）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析了交联过程。在不同pH值下，当温度低于或高于共聚物的LCST时，观察到温度和pH双重刺激响应的纤维垫的胀缩行为。此外，罗丹明B负载的纤维垫还表现出温度和pH双重控释行为，这也表明了纤维垫在“智能”控制药物传递应用中的潜在用途。
图1.PB水溶液中1 wt%P（NIPAAm-co-AAc）在500 nm处的透射率随温度的变化：（a）pH 5.7下的不同AAc含量，（b）不同pH下的共聚物P-2。
图2.电纺P（NIPAAm-co-AAc）/RSF纤维的SEM图像：（a）-（d），由P（NIPAAm-co-AAc）/RSF混合溶液制备的纤维垫，共聚物与RSF的质量比为1：1，但是P（NIPAAm-co-AAc）的初始浓度分别为20、22、24和26 wt%。（e-g）由不同质量比的共聚物和RSF溶液制备的纤维，其中P（NIPAAm-co-AAc）的含量分别为15.7、13.3至10.9 wt%。（h和i）含量分别为P（NIPAAm-co-AAc）13.3 wt%和P（NIPAAm-co-AAc）的P（NIPAAm-co-AAc）/RSF的元素映射图。
图3.P（NIPAAm-co-AAc）/RSF纤维的FTIR光谱：（a）初纺纤维（b）原位交联纤维（c）水退火后的原位交联纤维。
图4.水退火前后原位交联的P（NIPAAm co-AAc）/RSF纤维垫的扫描电镜图像和数码照片：（a）水退火前干燥的纤维垫，（a1）水退火后湿润的纤维垫浸没在25℃、pH值为5.7的PB溶液中，（b）水退火后干燥的纤维垫，（b1）水退火后湿润的纤维垫浸没在25℃、pH值为5.7的PB溶液中。
图5.P（NIPAAm-co-AAc）/RSF纤维原位交联和水退火的机理示意图：（A）初纺纤维、（B）原位交联纤维，（C）水退火后的原位交联纤维。
图6.P（NIPAAm-co-AAc）/RSF纤维在不同温度和pH下的扫描电镜图像和接触角照片：（a）在25℃、pH值为5.7的PB溶液中的纤维垫，（a1）在40℃、pH值为5.7的PB溶液中的纤维垫，（b）在25℃、pH值为6.6的PB溶液中的纤维垫，（b1）在40℃、pH值为6.6的PB溶液中的纤维垫。
图7.罗丹明B负载P（NIPAAm-co-AAc）/RSF纤维的相位对比和荧光图像。（a）相位对比图像，（b）荧光图像。
图8.负载罗丹明B的P（NIPAAm-co-AAc）/RSF纤维垫的释放特性：（a）在不同温度、pH值为5.7的PB溶液中的纤维垫（样品d），（b）在40℃、不同pH值的PB溶液中的纤维垫（样品d），（c）在40℃、pH值为5.7的PB溶液中的纤维垫（样品c、d和e），该纤维垫由P（NIPAAm-co-AAc）含量分别为15.7、13.3至10.9 wt%的P（NIPAAm-co-AAc）/RSF溶液制备而成。
图9.在不同温度和pH下，罗丹明B负载的P（NIPAAm-co-AAc）/RSF纤维的控释示意图。
图10.在可变温度和pH下，药物释放过程中P（NIPAAm-co-AAc）/RSF纤维垫质量随时间的变化。纤维垫的SEM图像：（a）药物释放前；（b）释放110小时后。
