可降解海藻酸鹽水凝膠的研究.pdf

1、海藻酸是組織工程中常用的水凝膠材料，但通常降解速率很慢，所形成的離子交聯(lián)型水凝膠的降解方式不可控，降解產(chǎn)物分子量過(guò)高，很難從體內(nèi)清除。本實(shí)驗(yàn)選取高古洛糖醛酸(G)單元海藻酸鈉作為水凝膠的基本材料，以高碘酸鈉為氧化劑對(duì)其進(jìn)行了部分氧化改性。圓二色譜(CD)分析證實(shí)氧化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與原海藻酸鈉相比發(fā)生較大變化，高氧化劑量時(shí)甘露糖醛酸(M單元)含量幾乎為零。紅外光譜(FTIR)測(cè)試表明氧化產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了特性醛基。采用直接法和間接法測(cè)定了氧

2、化海藻酸鈉的氧化度，以粘度法表征了相對(duì)分子質(zhì)量。提高氧化溫度，氧化產(chǎn)物的氧化度略有提高，但相對(duì)分子質(zhì)量大幅度降低；增加氧化劑量可獲得較高氧化度的海藻酸鈉，但同時(shí)也降低了氧化產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量。在模擬生理?xiàng)l件下(37℃、pH7.4的模擬體液)氧化海藻酸鈉降解性能良好，在適宜氧化劑量(如NaIO4/mono=0.05)下常溫氧化24小時(shí)，其氧化產(chǎn)物可在5天內(nèi)達(dá)到降解平臺(tái)期，最終相對(duì)分子質(zhì)量降至3.9萬(wàn)。 采用碳酸鈣-葡萄糖酸內(nèi)酯作為

3、復(fù)合離子交聯(lián)體系制備了海藻酸鹽以及氧化海藻酸鹽水凝膠。流變性能檢測(cè)結(jié)果表明，通過(guò)調(diào)節(jié)交聯(lián)劑量、溶液濃度可將凝膠時(shí)間控制在5～8min，基本滿足水凝膠的可注射性要求。氧化過(guò)程對(duì)水凝膠的含水量幾乎不產(chǎn)生影響，通過(guò)調(diào)整交聯(lián)劑量和溶液濃度可使此類水凝膠的含水量保持在較高水平(10～60g水/g聚合物)。采用力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀和流變儀考察了水凝膠的靜態(tài)壓縮模量和動(dòng)態(tài)剪切模量，結(jié)果表明氧化海藻酸鹽水凝膠的彈性模量均低于原海藻酸鹽水凝膠，但通過(guò)控制氧化條件、

4、交聯(lián)度和溶液濃度仍能制備出具備良好力學(xué)性能的水凝膠，使壓縮模量達(dá)到0.5～1MPa，動(dòng)態(tài)剪切模量達(dá)到3～12kPa。將水凝膠置于37℃的模擬體液中，考察水凝膠壓縮模量隨時(shí)間的變化情況，發(fā)現(xiàn)氧化海藻酸鹽水凝膠的彈性模量隨著時(shí)間的推移逐漸降至平臺(tái)區(qū)，選擇適宜的氧化條件可保證氧化海藻酸鹽水凝膠既具有一定的降解性能又具備較好的力學(xué)強(qiáng)度。以上結(jié)果表明，氧化改性后的海藻酸鈉經(jīng)碳酸鈣-葡糖酸內(nèi)酯交聯(lián)后，具備較好的凝膠時(shí)間、降解性和力學(xué)特性，為海藻酸鹽