CS-NIPAAm溫敏膜的制備及其在人工視網(wǎng)膜研制中的應(yīng)用.pdf

1、熱敏高分子膜是指當(dāng)高分子膜所處的環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，膜的形狀、滲透速率、體積、顏色等隨之發(fā)生敏銳響應(yīng)，即突躍性變化的膜。它可廣泛地應(yīng)用于生化物質(zhì)的分離提純、人工器官、藥物控制釋放和仿生科學(xué)等領(lǐng)域
　　 本文通過(guò)接枝共聚反應(yīng)的方法，以過(guò)硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑，在一定配比的乙酸水溶液中，將N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)接枝到生物活性材料殼聚糖(CS)上，制得殼聚糖的N-異丙基丙烯酰胺接枝共聚物(CS-g-NIPAAm)。選用上述兩

2、種材料的目的在于保留PNIPAAm溫敏性的同時(shí)，改善其生物相容性，使其成為有效的分離裝置，為組織工程角膜上皮的構(gòu)建提供條件，使其在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中促進(jìn)細(xì)胞貼附、鋪展以及增殖等一系列細(xì)胞行為，需要脫附細(xì)胞時(shí)又可以利用其溫敏特性，通過(guò)改變溫度來(lái)達(dá)到人工控制細(xì)胞脫附的目的，從而應(yīng)用于人工視網(wǎng)膜的研制中。
　　 通過(guò)研究反應(yīng)條件如反應(yīng)物比例、反應(yīng)溫度、引發(fā)劑濃度對(duì)反應(yīng)所得產(chǎn)物組成及結(jié)構(gòu)的影響，找到最佳反應(yīng)條件，制得接枝共聚物(CS-g-N

3、IPAAm)。以元素分析、紅外光譜(FTIR)、差熱掃描量熱(DSC)、視頻接觸角測(cè)量、掃描電子顯微鏡(SEM)、水通量以及溶脹比測(cè)定等方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行組成與結(jié)構(gòu)分析和表征。結(jié)果表明殼聚糖的N-異丙基丙烯酰胺接枝共聚物(CS-g-NIPAAm)具有溫度敏感性，其相轉(zhuǎn)變溫度（最低臨界溶解溫度LCST）在34℃附近，且具有可逆性。
　　 通過(guò)從CS-g-NIPAAm/二甲基亞砜(DMSO)基接枝共聚物溶液中蒸發(fā)溶劑的方法獲得CS-g-

4、NIPAAm基膜。研究反應(yīng)條件（反應(yīng)物比例、反應(yīng)時(shí)間、引發(fā)劑濃度等）對(duì)CS-g-NIPAAm基膜的溶脹比SR及最低臨界溶解溫度(LCST)的影響。分別研究不同環(huán)境溫度(25～55℃)下CS-g-NIPAAm基膜的溶脹比、脫溶脹和再溶脹性能。最后對(duì)CS-g-NIPAAm共聚膜進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)研究。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　 (1)CS-g-NIPAAm共聚膜在LCST——(34℃)以下溶脹，其溶脹比可高達(dá)干膜的十倍左右，在L

5、CST以上發(fā)生脫溶脹而收縮，變得幾乎與干膜一樣。
　　 (2)在研究方應(yīng)條件對(duì)CS-g-NIPAAm共聚膜性能的影響時(shí)發(fā)現(xiàn):當(dāng)NIPAAm含量較低時(shí)，CS-g-NIPAAm共聚膜的溶脹比SR較高，當(dāng)NIPAAm含量增加時(shí)，則溶脹比較小。SR隨引發(fā)劑含量得增加而提高，當(dāng)引發(fā)劑濃度大于2％時(shí)，共聚膜的SR基本不變。25℃合成的共聚膜的SR突變區(qū)間較寬，說(shuō)明50℃得到的共聚膜比25℃的共聚膜的溫敏響應(yīng)速率快。以上反應(yīng)條件對(duì)LCST無(wú)影

6、響。
　　 (3)在研究不同反應(yīng)溫度下CS-g-NIPAAm共聚膜溶脹及消溶脹過(guò)程過(guò)程中，得出:50℃生成的共聚膜具有快速溶脹性能，25℃生成共聚膜溶脹性能較差;消溶脹過(guò)程中，25℃及50℃生成CS-g-NIPAAm共聚膜都能快速達(dá)到消溶脹平衡，50℃生成共聚膜的保水率最高。
　　 (4)在對(duì)CS-g-NIPAAm共聚膜與PNIPAAm水凝膠的溶脹及退溶脹性能的比較研究中發(fā)現(xiàn):在相同溫度下，CS-g-NIPAAm共聚膜的

7、溶脹率明顯高于PNIPAAm水凝膠;CS-g-NIPAAm共聚膜在退溶脹狀態(tài)下比PNIPAAm水凝膠具有更高的釋水速率。
　　 以制得的CS-g-NIPAAm共聚膜附于細(xì)胞培養(yǎng)皿表面，取新西蘭大白兔的口腔粘膜細(xì)胞進(jìn)行分離、接種、培養(yǎng)，觀察膜表面細(xì)胞生長(zhǎng)情況。
　　 結(jié)果表明:細(xì)胞接種5天后細(xì)胞加速增殖，核分裂相多見(jiàn)，細(xì)胞數(shù)量明顯增多。上皮細(xì)胞逐漸生長(zhǎng)融合成片，如鋪路石狀，細(xì)胞大小均一。原代培養(yǎng)12天左右細(xì)胞融合。細(xì)胞傳代