基于海洋多糖与磷虾蛋白的聚电解质复合材料的湿法成型技术研究

来源 :大连工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuany06
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随着科学技术的进步和陆地资源的日渐枯竭,人类对海洋资源的研究不断进行探索。本研究将具有聚阴离子性质的海藻酸钠(SA)与具有阳离子特性的磷虾蛋白(AKP)进行复合,构筑聚电解质复合体系,将传统的湿法纺丝技术与冷冻干燥技术相结合制备了SA/AKP复合导管,通过改性SA制备了氧化海藻酸钠(OSA),并以此为交联剂制备了SA/AKP复合纤维和神经导管。具体研究内容如下:1.为探究pH对复合神经导管结构与性能的影响,本研究利用湿法成型技术将不同pH的SA/AKP复合溶液,利用湿法成型制成初坯,再进行冷冻致孔,获得具有多孔结构的复合神经导管。通过流变、FTIR、XRD、SEM等对不同pH复合溶液的性质和复合神经导管的结构与性能进行了表征。结果表明:SA与AKP制备的复合溶液为非牛顿流体;复合导管中的SA和AKP没有发生化学反应,没有新的峰形成;分子内氢键呈现先增加后减小的趋势;复合导管的结晶峰主要来自于AKP;复合导管初坯壁厚均匀、形状规则、表面光滑,具有较好的弹性以及可弯曲恢复性;冻干后的导管表面有褶皱,断面有大量孔洞结构,表面布满沿轴向方向排列沟槽结构,有利于细胞定向生长;随pH增大,导管的强度先减小后增大,在pH为6时,断裂强度达到最大值4.38 Mpa;复合导管对培养基的亲和性及吸收性与水相比均较高,在pH为6时,导管对培养基的吸收率为1296%,对水的吸收率为957%;体外共培养实验表明细胞可以黏附在复合导管的表面上进行生长,有利于神经的再生。2.为探究高碘酸钠投料比对OSA氧化度的影响,实验选用不同的高碘酸钠投料比对SA进行氧化,通过流变、FTIR、TG对OSA结构与性能进行了表征。结果表明:OSA溶液呈假塑性宾汉体的特征;OSA在1734 cm-1处出现了一个-CHO的振动吸收峰,与银镜反应相呼应;OSA的氧化度与NaIO4的投料比在前期呈线性相关,在投料比达到80%时,氧化度为74.25%,随投料比进一步增大,氧化度上升缓慢;氧化对SA的结构造成了一定的破坏,使其热稳定性有所降低。3.为进一步提高SA/AKP复合纤维和神经导管的力学性能,实验选用了OSA作为交联剂,探究了不同质量的OSA对SA/AKP复合纤维和导管综合性能的影响,通过FTIR、SEM、细胞共培养等对复合纤维和导管的结构与性能进行了表征。结果表明:复合纤维中无醛基特征峰,证明了交联反应的发生;复合纤维强度随着交联剂含量的增加表现出先增加后减少的趋势,耐盐性、耐水性随交联剂含量增加逐渐提高,在OSA含量为AKP的10%,在5%wt.%CaCl2凝固浴浸泡3 min,纤维强度提升了17.5%,对去离子水的吸收性从66.7%降低到50.1%,对盐溶液的吸收性从183.7%降低到95.3%。OSA交联的SA/AKP神经导管断裂强度由4.38 Mpa提高到了4.98 Mpa,提升了13.7%。
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