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聚乙烯醇具有良好的生物相容性和力学性能,且可环境降解,在材料领域应用广泛,但其官能团单一,不利于其进一步的改性和应用;丝素蛋白具有良好的生物相容性及生物可降解性,由其制备的丝素膜适于作为生物材料,但是纯丝素膜的吸水性、机械性能较差,通常将丝素与其它高分子材料共混制成共混膜以改善其性能,然而共混材料也存在固有的缺陷,如两组分共混相容性差的问题,因而制约了该共混物的实际应用。如果利用接枝等方法将两共混组分接枝在一起制备成新材料,则既可以使两种组分性能优势互补,又改善了两组分间的相容性,这样制备的材料将更具有利用价值。
本文首先研究聚乙烯醇接枝丝精(PVA-g-SF.)及其载药膜的制备和基本性能。先利用烯丙基氯改性丝精,然后利用所制备烯丙基丝精与PVA的接枝共聚制备PVA-g-SE及其奥硝唑载药膜,通过正交分析试验、红外光谱(FTIR)和H1核磁共振(H1NMR)确定了烯丙基丝精的最佳制备条件及其分子结构;通过正交分析试验和FTIR、差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(X-ray)、扫描电镜(SEM)等测试,发现:接枝反应成功,最大接枝效率达10.10wt%;PVA-g-SE的玻璃化转变温度和熔融温度低于PVA;所制备PVA-g-SE载药膜的抗张强度达到30N/mm2以上,而断裂伸长率均达到60%以上;随着丝精接枝效率的提高,各PVA-g-SE载药膜的含水率、溶失率、吸水率和透气率增大,但结晶度变小;所制PVA-g-SE载药膜内部没有出现相分离现象,相容性良好。
其次,研究聚乙烯醇接枝丝素(PVA-g-SF)及其载药膜的制备和基本性能。利用环氧氯丙烷将丝素接枝到聚乙烯醇上,制备了PVA-g-SF及其奥硝唑载药膜。通过FTIR、DSC、X-ray和SEM等测试,发现:接枝反应成功,最大接枝效率13.54wt%;PVA-g-SF的玻璃化转变温度和熔融温度低于PVA;PVA-g-SF载药膜的抗张强度达到27N/mm2以上,断裂伸长率达到80%以上;随着丝素接枝效率的提高,各PVA-g-SF载药膜的含水率、溶失率和透气率增大,但结晶度降低;各PVA-g-SF载药膜内部出现大量微球状结构,但整体质地均匀,无孔洞和分层现象。
最后,在pH为5.8和7.0的两种磷酸盐缓冲溶液中,对PVA-g-SE和PVA-g-SF两种载药膜的体外释药性能进行了研究,发现:载药膜在60min内释药量超过80wt%后达到近似稳定匀速释药,其初期释药机理符合Fickian半经验指数方程。两种载药膜10h时的累积释药量都比PVA载药膜大;相同条件下,PVA-g-SE载药膜10h时的累积释药量均大于PVA-g-SF载药膜;载药膜在中性释药介质中10h时的累计释药量均大于酸性介质。