殼聚糖-羥丙基甲基纖維素溫敏水凝膠的制備及其性能研究.pdf

1、水凝膠是一種與天然組織物理性質(zhì)相似的生物材料，正是由于這個優(yōu)勢使得其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是水凝膠能否成為理想的生物材料其選材十分關(guān)鍵。殼聚糖(Chitosan，CS)是一種具有良好的降解性、抗菌性、生物相容性的高分子材料，隨著CS水凝膠材料的發(fā)展，CS溫敏水凝膠也逐漸進入人們的視野，成為研究熱點。溫敏水凝膠作為一種軟支架組織工程材料，其可以經(jīng)溫度的調(diào)控發(fā)生相轉(zhuǎn)變，由溶膠變成凝膠，可用于特定部位的治療，避免創(chuàng)傷性外科手術(shù)，達到

2、微創(chuàng)的目的，因此被廣泛地應(yīng)用于注射、支架材料等方面。
　　本文以CS和羥丙基甲基纖維素(hydroxypropyl methyl cellulose,HPMC)為原料，使用“一鍋法”制備了一系列的CS/HPMC溶液，通過研究體系中CS含量、HPMC含量及規(guī)格、甘油(Gyl)含量等因素對該體系最低臨界溶解溫度(LCST)的影響，初步得到該體系的凝膠原理。同時，設(shè)計了正交實驗，選擇出了CS/HPMC/Gyl水凝膠的最佳制備條件。利用S

3、EM、FIRT、XRD、接觸角測試、質(zhì)構(gòu)測試等測試手段對該體系進行了表征，測試了CS/HPMC/Gyl體系的機械性質(zhì)。通過黏度測試、MTT毒性實驗、BSA藥物緩釋等實驗，測定了該體系的保存時間、生物相容性及其緩釋效果。本文研究結(jié)果表明：
　?。?）利用試管倒置法研究了不同因素對CS/HPMC溶液LCST的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)HPMC的黏度一定時，隨著CS含量的增加，CS/HPMC體系的LCST幾乎不改變，仍處于較高的凝膠溫度范圍

4、，55℃左右；而當(dāng)CS含量一定時，隨著HPMC黏度的增加，CS/HPMC體系的LCST逐漸升高，最高LCST為60℃左右；同時當(dāng)CS含量一定時，某一規(guī)格HPMC的CS/HPMC體系隨著HPMC含量的增加，體系的LCST逐漸降低；當(dāng)其他因素都一定時，向CS/HPMC體系添加甘油(Gyl)時，發(fā)現(xiàn)體系的LCST有明顯的降低，但是不同黏度的HPMC溶液仍有不同，在低粘度段時，體系LCST降低趨勢較明顯；而中黏度、高粘度的HPMC溶液體系的降低

5、趨勢不是很明顯。得出：該體系的凝膠原理主要是由于體系內(nèi)親疏水基團的平衡作用導(dǎo)致的。在低溫時HPMC、CS可以與水分子形成氫鍵，形成水保護層，當(dāng)溫度升高時，水分子掙脫束縛，水化層被破壞，體系中的疏水基團暴露，包括氫鍵、疏水締合、分子鏈纏結(jié)等作用轉(zhuǎn)變成凝膠。
　　（2）隨后進行正交實驗的設(shè)計，得出了CS/HPMC/Gyl溫敏水凝膠的最佳制備條件：CS含量1％、HPMC含量7%、甘油含量32%。
　?。?）通過SEM、FIRT、X

6、RD測試對CS/HPMC/Gyl體系進行了表征，SEM結(jié)果表明不添加Gyl的CS/HPMC具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)，隨著Gyl的加入孔隙結(jié)構(gòu)逐漸消失，表面呈現(xiàn)粗糙狀。FIRT測試表明該體系屬于機械混合，未發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)。XRD測試結(jié)果表明CS/HPMC/Gyl體系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)也因各組分含量的不同受到不同程度影響，同時表明CS、HPMC、Gyl有良好的相容性。接觸角測試間接證明了該體系的凝膠原理的確是親疏水平衡作用。質(zhì)構(gòu)測試表明該體系具有一定的

7、凝膠強度。流變儀的測試結(jié)果與倒置法相似，驗證了該體系的凝膠原理是由體系內(nèi)親疏水基團引起的。
　?。?）生物相容性實驗反映了其作為生物材料實用性。黏度測試表明CS/HPMC/Gyl體系的黏度隨著時間的延長，該體系的黏度幾乎不發(fā)改變，說明該體系具有良好的穩(wěn)定性，可以長期保存。MTT細胞毒性實驗表明CS/HPMC/Gyl體系毒性等級屬于0級，即無毒，可以促進細胞的增殖。BSA藥物緩釋結(jié)果表明，CS/HPMC/Gyl體系對BSA具有一定緩