可控層狀結(jié)構(gòu)殼聚糖水凝膠的構(gòu)建及表征.pdf

1、殼聚糖水凝膠由于具有優(yōu)異的生物相容性和細(xì)胞親和性、生物可降解性和生物活性，它被廣泛地應(yīng)用在藥物釋放載體，組織工程支架、止血材料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，但是現(xiàn)有的水凝膠材料多為無序結(jié)構(gòu)，與實(shí)際的天然生物材料有著很大的區(qū)別，因此對水凝膠可控有序結(jié)構(gòu)的構(gòu)建以及其機(jī)理的研究迫在眉睫。
　　本文基于無機(jī)沉淀領(lǐng)域中的反應(yīng)擴(kuò)散理論，提出采用程序化交替浸泡技術(shù)構(gòu)建殼聚糖水凝膠可控層狀結(jié)構(gòu)的方法。利用環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)、超景深顯微鏡表征了可控層

2、狀殼聚糖水凝膠的同心層狀結(jié)構(gòu)與各向異性結(jié)構(gòu)，建立了層狀結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的定量規(guī)律，通過求解反應(yīng)擴(kuò)散方程模型獲得了氫氧根離子的濃度時空分布，闡述了可控層狀結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理，研究了再濕殼聚糖水凝膠力學(xué)性能及其對藥物控制釋放行為的影響。
　　ESEM結(jié)果表明程序化的交替浸泡技術(shù)可實(shí)現(xiàn)殼聚糖水凝膠的同心層狀結(jié)構(gòu)的層厚，層數(shù)與層排布的可控構(gòu)建。建立了等厚層狀殼聚糖水凝膠的層厚與層數(shù)的預(yù)測模型，層數(shù)N（范圍為15-105層）；層厚D(范圍為20-5

3、00μm)與反應(yīng)時間T之間具有如下關(guān)系N=120/T，D=32.50T-7.33。建立了可按需求調(diào)控層狀結(jié)構(gòu)排布的方法，獲得了具有一定可控結(jié)構(gòu)的非等厚層狀殼聚糖水凝膠，實(shí)現(xiàn)了兩層厚四層薄、一層厚一層薄等結(jié)構(gòu)?？煽貙訝罱Y(jié)構(gòu)層內(nèi)為各向異性結(jié)構(gòu)，在軸向上是多層環(huán)狀結(jié)構(gòu)組成，在徑向上則是殼聚糖層內(nèi)纖維束并行排列并呈現(xiàn)不同取向角，該結(jié)構(gòu)與骨纖維環(huán)的各向異性結(jié)構(gòu)類似。
　　凝膠化過程中質(zhì)子化殼聚糖/NaOH的反應(yīng)擴(kuò)散體系與殼聚糖水凝膠的體積收

4、縮是形成層的主要因素，而氫氧根離子的劇烈變化會促使殼聚糖水凝膠快速收縮，從而導(dǎo)致殼聚糖水凝膠層的分離。形貌結(jié)果表明交替每進(jìn)行一次，就形成一層。因而可以通過調(diào)制出不同類型函數(shù)化的濃度波信號，制備出不同的層狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)過理論分析和試驗(yàn)，給出了可控結(jié)構(gòu)構(gòu)建的基本規(guī)則：在一次交替中，殼聚糖水凝膠置于NaOH溶液中的時間要小于等于置于水中的時間。循環(huán)交替過程中，對于不同時間組合的設(shè)計(jì)，不同時間相互之間要保持封閉。
　　力學(xué)性能試驗(yàn)表明，同心層

5、狀殼聚糖材料壓縮強(qiáng)度為27.4±5.7MPa，超過松質(zhì)骨的壓縮強(qiáng)度，為非承重骨部位的修復(fù)提供了一種新的選擇；再濕殼聚糖水凝膠應(yīng)力-應(yīng)變曲線與軟骨組織接近，具有和軟骨組織匹配的循環(huán)壓縮性能，為軟骨組織的修復(fù)提供了一種新的材料。
　　將利福平負(fù)載于層狀結(jié)構(gòu)殼聚糖材料研究其藥物釋放行為，藥物負(fù)載率可達(dá)8％，在468h時僅釋放了30%，表明層狀結(jié)構(gòu)殼聚糖材料對利福平藥物具有緩釋作用。模型擬合表明利福平的釋放行為主要受控于藥物在緩沖溶液中的