PNIPAM-SH,或巯基修饰聚(N-异丙基丙烯酰胺),是一种功能性聚合物,其独特的结构赋予了它温敏性、生物相容性和可降解性等显著特点,这些特性使得它在生物医学领域具有广泛的应用潜力。PNIPAM-SH是通过自由基聚合反应合成的,其分子结构中既包含疏水性的异丙基基团,也包含亲水性的酰胺基团,这种结构设计使得它能够在水溶液中表现出温度敏感的行为。具体来说,当温度低于其临界溶解温度(LCST)时,聚合物链与水分子通过氢键相互作用,呈现伸展状态;而当温度超过LCST时,疏水性作用使得聚合物链发生收缩,导致聚合物从水相中分离,表现出相变现象。PNIPAM-SH的温敏性是其最突出的特性之一,这一特性使得它能够在药物控释、组织工程等领域中发挥重要作用。在药物载体应用中,PNIPAM-SH通过控制温度变化来精确调节药物的释放速率和靶向性,从而提高治疗效果,减少副作用。同时,由于其良好的生物相容性,PNIPAM-SH能够与细胞和组织兼容,不会引起免疫反应或排斥反应,且其可降解性使其在体内能够逐渐降解并最终排出体外,不会对人体造成长期影响。在细胞支架应用中,PNIPAM-SH能够支持细胞的粘附和生长,其温敏性则可以用来调控细胞的粘附和扩散行为,从而优化细胞培养条件。此外,PNIPAM-SH还可以作为组织工程中的重要材料,与生物活性分子结合促进组织再生和修复,甚至可作为生物材料的涂层来提升植入物的生物相容性和降解性。在基因治疗中,PNIPAM-SH展现出了出色的基因转染能力,能够保护基因免受体内环境的降解,并将其有效传递到目标细胞。在制备方面,PNIPAM-SH通常首先通过自由基聚合反应合成聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm),这一过程中需要精确控制引发剂、溶剂和反应条件,以确保产物的质量与产量。随后,PNIPAm通过接枝共聚反应与巯基乙酸(TGA)或其他含巯基化合物反应,生成带有巯基的PNIPAM-SH。此过程中的反应条件必须严格控制,以确保巯基的正确引入及最终产物的稳定性。