在药物递送领域，凝胶因其三维网络结构、良好的生物相容性和可调节的物理化学性质，成为实现药物缓释和控释的重要载体。其中，pH响应性凝胶因其能够感知环境pH值变化并动态调整药物释放速率，小编将从pH响应性凝胶的分子机制、控释策略及实际应用三个维度，系统探讨其作为药物缓释载体的性能特点。

pH响应性凝胶的分子机制

pH响应性凝胶的核心在于其分子结构中包含的酸性或碱性基团（如羧基、氨基、磺酸基等），这些基团在不同pH环境下发生质子化/脱质子化反应，导致凝胶网络结构变化，进而调控药物释放。

1. 羧酸基团的质子化效应

以聚丙烯酸（PAA）为例，其分子链上的羧酸基团在低pH环境下（如tumor微环境或胃部）以质子化形式（-COOH）存在，分子链间通过氢键紧密结合，凝胶网络收缩，药物释放受限；而在高pH环境下（如肠道或Inflammation部位），羧酸基团去质子化（-COO⁻），分子链间静电排斥作用增强，网络溶胀，药物快速释放。

2. 氨基基团的质子化调控

壳聚糖（CS）基水凝胶通过引入丙烯酸（AA）基团并掺入铁离子（Fe³⁺），形成金属配位键交联网络。在酸性条件下，壳聚糖的氨基（NH₃⁺）与羧酸基团（COO⁻）通过静电作用增强网络稳定性；而在中性或碱性条件下，氨基去质子化（NH₂），配位键断裂，网络溶胀加速药物释放。

3. 复合基团的协同作用

纤维素/聚丙烯酸（BC/PAA）复合水凝胶通过氢键和离子键形成多级网络。在酸性环境中，PAA的羧酸基团质子化，与BC的羟基形成氢键，网络紧密；而在碱性环境中，羧酸基团去质子化，与BC的静电排斥作用增强，网络孔隙率提升。

pH响应性凝胶的控释策略

pH响应性凝胶的控释机制主要包括溶胀调控、网络降解和化学键断裂三种模式，其选择取决于药物性质、靶部位pH环境。

1. 溶胀调控型控释

通过调节凝胶的溶胀度控制药物扩散速率。例如，聚环氧乙烷（PEO）与聚丙烯酸（PAA）的互穿网络凝胶在低pH时氢键稳定，网络收缩；高pH时氢键断裂，网络溶胀。

2. 网络降解型控释

利用酶或化学试剂降解凝胶网络实现药物释放。例如，甲基丙烯酰化透明质酸（HAMA）水凝胶在透明质酸酶（HAase）作用下，β-N-乙酰己糖胺糖苷键断裂，网络崩解，负载的生长因子（如VEGF）在7天内持续释放。

3. 化学键断裂型控释

通过共价键断裂实现药物准确释放。例如，壳聚糖-丙烯酸-铁离子凝胶中，Fe³⁺与羧酸基团形成的配位键在碱性条件下断裂，释放负载的5-氟尿嘧啶。