雙酶交聯(lián)明膠-殼聚糖互穿網(wǎng)絡(luò)生物水凝膠的制備與表征.pdf

1、近年來(lái)，生物高分子水凝膠在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域備受關(guān)注。制備一種高強(qiáng)度的生物高分子水凝膠，并保持天然高分子材料在生物相容性、生物可降解性上的優(yōu)勢(shì)仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。但是，化學(xué)交聯(lián)法引入的交聯(lián)劑或引發(fā)劑對(duì)細(xì)胞有毒，物理交聯(lián)的水凝膠力學(xué)性能差，交聯(lián)點(diǎn)易于解體。為了改善水凝膠的力學(xué)強(qiáng)度，論文采用生物相容性的雙酶法交聯(lián)生物高分子來(lái)制備互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠(IPN)，并對(duì)其進(jìn)行一系列的表征。
　　首先，通過(guò)EDC/NHS介導(dǎo)的偶聯(lián)反應(yīng)，合成了

2、殼聚糖-對(duì)羥基苯丙酸(chitosan-PA)生物大分子前體，并進(jìn)行了詳細(xì)表征;探討了chitosan-PA濃度、辣根過(guò)氧化物酶(HRP)濃度、H2O2濃度及chitosan-PA中PA取代度對(duì)酶交聯(lián)水凝膠凝膠化時(shí)間的影響。
　　其次，設(shè)計(jì)辣根過(guò)氧化物酶(HRP)催化chitosan-PA交聯(lián)形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG)催化明膠交聯(lián)形成另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，兩者組合制備具有IPN結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度生物高分子水凝膠。通過(guò)旋轉(zhuǎn)流變儀監(jiān)測(cè)酶催化

3、明膠/chitosan-PA水凝膠交聯(lián)過(guò)程，結(jié)果證明明膠/chitosan-PA水凝膠具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。采用力學(xué)試驗(yàn)機(jī)測(cè)試IPN水凝膠膜的力學(xué)性能研究，結(jié)果表明相較于半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠，gelatin/chitosan-PA IPN水凝膠的拉仲?gòu)?qiáng)度值隨明膠濃度、chitosan-PA濃度、PA取代度的增大而增強(qiáng)。此外，分析了IPN水凝膠的平衡溶脹度、體外酶降解、透光性、細(xì)胞毒性、細(xì)胞黏附、細(xì)胞包裹實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，雙酶催化交聯(lián)制備的IPN水

4、凝膠能促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移、黏附，具有良好的生物可降解性和生物相容性。
　　最后，運(yùn)用濕法紡絲工藝，采用雙酶（TG酶和HRP酶）交聯(lián)的方法制備明膠/chitosan-PA IPN水凝膠纖維?？杉徯栽囼?yàn)結(jié)果顯示，純明膠、純chitosan-PA均不具有可紡性。通過(guò)電子單纖維強(qiáng)力儀測(cè)試水凝膠纖維的力學(xué)性能，結(jié)果表明，IPN水凝膠纖維的斷裂強(qiáng)度隨明膠、chitosan-PA濃度增加而提高。采用稱(chēng)重法研究纖維的溶脹率及生物可降解行為，并對(duì)I

5、PN水凝膠纖維的生物學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，雙酶催化交聯(lián)制備的IPN水凝膠纖維具有良好的吸濕性、生物可降解性和生物相容性。文中，探索了水凝膠纖維的編織，得到了編織水凝膠纖維將有利于細(xì)胞浸潤(rùn)，具有良好的力學(xué)強(qiáng)度，有望用于編織與組織及器官形狀相適應(yīng)的支架。
　　本論文開(kāi)發(fā)了一種雙酶催化交聯(lián)制備互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠的途徑，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)賦予IPN水凝膠良好的力學(xué)強(qiáng)度和生物相容性的期望。雙酶交聯(lián)制備的明膠/chitosan IPN水凝膠在生物醫(yī)