功能性壳聚糖水凝胶的制备及其性能研究

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高分子水凝胶是一种有高吸水率和保水性能的三维网络状聚合物,膨胀倍数可达凝胶干重的数百倍。功能性水凝胶是一类在外界环境(如温度、p H值、压力)发生变化时做出响应,实现自身性能改变的软材料,在应变传感、药物缓释及组织工程等方面具有广泛的应用。壳聚糖具有环境友好、来源丰富和生物相容性等优点,并且易于进行化学修饰,因此功能性壳聚糖水凝胶成为近年的研究热点。本研究合成了一种基于动态亚胺键的氧化海藻酸钠-乙二醇壳聚糖自愈合水凝胶(OSA-GC)。将海藻酸钠通过高碘酸钠氧化合成了氧化海藻酸钠(OSA),并与乙二醇壳聚糖(GC)发生席夫碱反应制备了具有不同交联度的OSA-GC自愈合水凝胶。结果表明,OSA-GC水凝胶具有多孔结构,孔径处于50~280μm之间,溶胀率达到71.3~112.1,降解率达到43.1%~51.9%。在室温条件下,OSA-GC水凝胶在无外界刺激时2小时实现自愈合。负载吉西他滨的OSA-GC自愈合水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达48小时,药物释放量达到72.6%~89.5%。为改善泊洛沙姆温敏性水凝胶的成胶浓度,以泊洛沙姆(P407)为基材,将己酰化乙二醇壳聚糖(HGC)作为改性物质,制备了己酰化乙二醇壳聚糖/泊洛沙姆(HGC/P407)复合水凝胶。通过控制HGC的加入量,基于3%泊洛沙姆的HGC/P407复合水凝胶在32~37℃时即可发生成胶现象。HGC/P407复合水凝胶孔径大小处于10~90μm的范围之内,对药物释药量达到82.4%~90.6%,缓释时间可达72小时以上。本文以甲基纤维素(MC)为原料,通过高碘酸盐氧化合成了氧化甲基纤维素(DAMC),利用DAMC的醛基和己酰化乙二醇壳聚糖(HGC)的氨基发生Schiff碱反应形成亚胺键,加之源自MC与HGC的疏水相互作用,合成了DAMC-HGC温敏性自愈合水凝胶。结果表明,在37℃,DAMC-HGC具有温敏性溶胶-凝胶转变行为,且在无外界刺激时30分钟能够实现自愈合。DAMC-HGC水凝胶具有多孔结构特点,孔径处于30~220μm范围内,溶胀率达到86.8~139.5。负载吉西他滨的DAMC-HGC水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达96小时,药物释放量达到78.1%~82.8%。
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