殼聚糖的化學(xué)改性及其作為生物醫(yī)用材料的制備和性能研究.pdf

1、甲殼素是自然界中儲(chǔ)存量?jī)H次于纖維素的第二大天然生物高分子，是一種環(huán)境友好型高分子。殼聚糖是由甲殼素脫乙酰氨基制備而得。殼聚糖不僅有生物相容性、生物可降解性、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，還有抗癌性、止血性、抗菌性等優(yōu)異性能。因此，殼聚糖在食品、化妝品、環(huán)保等工業(yè)上有較大的應(yīng)用價(jià)值，尤其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以作為燒傷敷料、術(shù)后粘連材料、藥物載體和組織工程支架材料等。但由于殼聚糖的特殊結(jié)構(gòu)，其不溶解于水和有機(jī)溶劑，只溶解于稀酸水溶液，極大地限制了其在生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)

2、用。為改進(jìn)殼聚糖的溶解性能并拓寬其作為生物醫(yī)用材料的應(yīng)用范圍，我們分別采用邁克爾加成反應(yīng)和酰氯化反應(yīng)制備了水性和油性殼聚糖衍生物，并利用改性的殼聚糖衍生物，采用靜電紡絲方法和混合澆注法制備了可以用作皮膚燒傷敷料和人工軟骨組織的生物醫(yī)學(xué)材料。主要工作如下： 1、在稀醋酸的水溶液中，對(duì)天然高分子殼聚糖和丙烯酰胺類單體采用邁克爾加成反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性，考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)配比等實(shí)驗(yàn)因素對(duì)殼聚糖衍生物的取代度的影響，重點(diǎn)對(duì)殼

3、聚糖和丙烯酸羥乙酯反應(yīng)后殼聚糖衍生物的性質(zhì)進(jìn)行了研究，對(duì)殼聚糖衍生物的熱穩(wěn)定性性能、取代度、抗大腸桿菌性能以及溶菌酶降解能力作出初步評(píng)價(jià)。 2、以改性水溶性殼聚糖衍生物（HEA-CS）為主體，和其他高分子聚乙烯醇（PVA）采用流延成膜法制備了可用作人工軟骨組織的材料，對(duì)流延膜的結(jié)晶行為、熱穩(wěn)定性能、抗大腸桿菌和軟骨組織細(xì)胞（SW1353）細(xì)胞毒性和細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖進(jìn)行觀察。抗大腸桿菌結(jié)果表明，流延膜具有一定的抗菌性能，SW1353細(xì)

4、胞毒性測(cè)試（MTT）結(jié)果說(shuō)明，以此為原料的流延膜無(wú)細(xì)胞毒性，其有利于細(xì)胞生長(zhǎng)粘附、繁殖和生長(zhǎng)，是人工軟骨組織的良好替代品。 3、在有機(jī)溶劑混合溶液中，實(shí)現(xiàn)了殼聚糖和長(zhǎng)鏈酰氯的酰氯化反應(yīng)，制備了有機(jī)溶解型（油性）殼聚糖衍生物。通過(guò)調(diào)節(jié)二者反應(yīng)配比可以制備不同取代度的殼聚糖衍生物。采用紅外光譜、氫核磁、XRD對(duì)其結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行分析，通過(guò)TG對(duì)其衍生物的熱穩(wěn)定性能進(jìn)行分析，制備的衍生物可以溶解在丙酮、三氯甲烷等12種有機(jī)溶劑中，改性殼

5、聚糖衍生物的結(jié)晶行為受側(cè)鏈規(guī)整性的影響，其結(jié)晶行為與殼聚糖完全不同，熱穩(wěn)定性也較殼聚糖有所降低，拓展了殼聚糖衍生物的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用范圍。 4、以油溶性殼聚糖衍生物和聚羥基丁酸酯為原料，利用電紡絲技術(shù)，制備了納米纖維無(wú)紡布。本部分考察了聚合物含量、紡絲電壓和電導(dǎo)率對(duì)紡絲纖維的形成和形貌的影響。重點(diǎn)研究了該紡絲纖維材料的細(xì)胞毒性、細(xì)胞的貼附和生長(zhǎng)繁殖狀況等性質(zhì)。研究結(jié)果表明，當(dāng)油溶性殼聚糖衍生物/聚羥基丁酸酯質(zhì)量之比小于70/30，能

6、得到形貌均一且分布均勻的纖維。間接細(xì)胞毒性結(jié)果顯示，油溶性殼聚糖衍生物和聚羥基丁酸酯電紡絲纖維膜對(duì)L929細(xì)胞沒(méi)有毒性，有很好的生物相容性。細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果也顯示，紡絲纖維膜能很好地促進(jìn)細(xì)胞的貼附和生長(zhǎng)繁殖。該紡絲纖維膜適合用作促進(jìn)皮膚組織再生的傷口敷料。 5、以油溶性殼聚糖衍生物和聚氧化乙烯為原料，利用電紡絲技術(shù)，制備了納米纖維無(wú)紡布。本部分考察了聚合物濃度、紡絲電壓和二者組分對(duì)紡絲纖維的形成和形貌的影響。此外，還重點(diǎn)研究了該紡絲