自增强双交联透明质酸水凝胶的构建及性能研究

发布时间：2017-05-29 10:14

  本文关键词：自增强双交联透明质酸水凝胶的构建及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水凝胶是一种含有大量水份的三维网络聚合物，透明质酸（HA）水凝胶由于具有内在的生物相容性、高吸水性、可注射性以及与天然细胞外基质结构相似等优异性质近年来在生物医用领域受到广泛关注。但是传统的HA本体水凝胶存在机械强度差、不能对生物活性分子进行有效持续释放等缺点，在很大程度上限制了它的应用。为此，本文采用双交联体系构建了一种新型的自增强双交联HA水凝胶。首先利用反相微乳聚合法制备不同交联密度的HA微球（一次交联），经甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）改性后引入反应功能双键，然后以改性后的微球为增强相，GMA改性的HA分子链为基体相，在紫外辐射作用下，基体相和增强相之间共价交联（二次交联），形成具有双交联结构的自增强HA水凝胶。通过核磁共振氢谱（~1H NMR）、动态光散射（DLS）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、水平衡溶胀比测试、流变学分析、酶降解试验、牛血清蛋白（BSA）释放实验以及细胞活力分析等手段深入研究交联密度以及增强相与基体相的比例对双交联水凝胶的结构形貌、水平衡溶胀比、力学性能、降解性能、蛋白负载与释放、细胞相容性等性能的影响。 在基体相研究中，~1H NMR结果显示，增加GMA的投料比可以提高HA分子链中的GMA取代度，进而增加基体相的交联密度和力学性能。在增强相研究中，SEM和TEM结果显示，交联密度对HA微球（HGPs）的形貌影响不大，均呈表面光滑的圆球。DLS结果显示，HGPs内部交联密度对其溶胀前的粒径大小和分布影响不大，均介于1~7μm之间。但溶胀后，交联密度对HGPs的性能有显著影响，交联密度越大，溶胀比越小，酶降解速率越慢，并且对BSA的释放速率也越慢。在此研究基础上，通过调节基体相和增强相的比例以及交联密度，将GMA改性的基体相和增强相紫外光交联得到具有双交联结构的HA水凝胶（DCNs）。SEM结果表明，所有DCNs均呈相互连通的多孔结构，孔径约为20-50μm，HGPs嵌入水凝胶基体中，与基体形成交联结构。水平衡溶胀试验结果表明，DCNs-GMA50-HGPs1.5具有最小的水平衡溶胀比21.64±0.79，，明显小于HA本体胶的38.18±2.33。流变学分析表明，DCNs的力学性能要显著高于本体胶，并且在所有水凝胶中DCNs-GMA50-HGPs1.5的存储模量最高，达到5610Pa，而同条件下本体胶的存储模量只有1560Pa。BSA的负载与释放实验结果表明，所有DCNs均具有较高的BSA的负载能力（381±41μg.mg~(-1)），并且能有效减缓BSA的释放速率，其中DCNs-GMA50-HGPs1.5对BSA的释放速率最慢。小鼠胚胎成纤维细胞培养结果显示，所有HA水凝胶均表现出良好的细胞生长活力，说明所有的HA水凝胶具有良好的细胞相容性。综上所述，自增强的双交联HA水凝胶不仅可以显著提高水凝胶的力学性能，还能实现对蛋白质的有效持续释放，是一种很有应用前景的软组织工程支架材料。
【关键词】：透明质酸 水凝胶 双交联 组织工程 缓释
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O648.17
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-11
• 第一章 前言11-29
• 1.1 水凝胶的概述11-12
• 1.1.1 水凝胶的定义11
• 1.1.2 水凝胶的分类11
• 1.1.3 生物医用水凝胶11-12
• 1.2 高强度水凝胶的研究进展12-18
• 1.2.1 滑动水凝胶13-14
• 1.2.2 互穿网络水凝胶14-15
• 1.2.3 纳米复合水凝胶15-16
• 1.2.4 大分子微球复合水凝胶16-17
• 1.2.5 双交联水凝胶17-18
• 1.3 高强度水凝胶在生物医学方面的应用18-19
• 1.4 透明质酸基水凝胶的研究19-21
• 1.4.1 透明质酸的简介19-20
• 1.4.2 自增强双交联透明质酸水凝胶的研究20-21
• 1.5 课题的提出21-24
• 1.5.1 课题的研究目的及意义21-22
• 1.5.2 课题的研究内容22-23
• 1.5.3 课题的创新之处23-24
• 1.6 参考文献24-29
• 第二章 光交联透明质酸本体胶的制备及其性能29-38
• 2.1 引言29
• 2.2 试剂与仪器29-30
• 2.2.1 主要试剂与药品29-30
• 2.2.2 主要仪器30
• 2.3 透明质酸的双键功能化30
• 2.4 透明质酸本体胶的制备30-31
• 2.5 透明质酸本体胶的性能表征31-32
• 2.5.1 核磁共振氢谱测试31
• 2.5.2 水平衡溶胀比与交联密度的测定31
• 2.5.3 扫描电镜观察31
• 2.5.4 流变学试验31
• 2.5.5 降解试验31-32
• 2.6 结果与讨论32-36
• 2.6.1 双键功能化分析32-33
• 2.6.2 水平衡溶胀比与交联密度33-34
• 2.6.3 形貌分析34
• 2.6.4 流变性能34-35
• 2.6.5 降解性能35-36
• 2.7 总结36-37
• 2.8 参考文献37-38
• 第三章 不同交联密度的透明质酸水凝胶微球的制备与性能38-55
• 3.1 引言38-39
• 3.2 主要试剂与药品39-40
• 3.2.1 主要试剂39
• 3.2.2 主要仪器39-40
• 3.3 透明质酸水凝胶微球的制备与性能40-41
• 3.4 透明质酸水凝胶微球的性能表征41-43
• 3.4.1 扫描电镜观察41
• 3.4.2 透射电镜观察41
• 3.4.3 粒径分析41
• 3.4.4 水平衡溶胀比与交联密度的测定41-42
• 3.4.5 元素分析42
• 3.4.6 红外光谱分析42
• 3.4.7 降解试验42
• 3.4.8 牛血清蛋白的负载与释放42-43
• 3.5 结果与讨论43-51
• 3.5.1 粒径分析43-44
• 3.5.2 微球形貌分析44-46
• 3.5.3 红外分析46
• 3.5.4 元素分析46-47
• 3.5.5 水平衡溶胀比与交联密度47-48
• 3.5.6 降解性能48-49
• 3.5.7 牛血清蛋白的负载与释放49-51
• 3.6 总结51-52
• 3.7 参考文献52-55
• 第四章 自增强双交联透明质酸水凝胶的制备及性能研究55-79
• 4.1 引言55-56
• 4.2 试剂与仪器56-58
• 4.2.1 主要试剂与药品56-57
• 4.2.2 主要仪器57-58
• 4.3 透明质酸水凝胶微球的表面改性58
• 4.4 自增强双交联透明质酸水凝胶的制备58-59
• 4.4.1 增强相（微球）交联密度对双交联水凝胶的影响58-59
• 4.4.2 基体相交联密度对双交联水凝胶的影响59
• 4.5 性能表征59-60
• 4.5.1 扫描电镜观察59
• 4.5.2 水平衡溶胀比测定59
• 4.5.3 流变学试验59
• 4.5.4 降解试验59-60
• 4.5.5 牛血清蛋白的负载与释放60
• 4.5.6 细胞实验60
• 4.6 结果与讨论60-76
• 4.6.1 形貌观察60-67
• 4.6.2 水平衡溶胀比67-68
• 4.6.3 流变学性能68-70
• 4.6.4 降解性能70-71
• 4.6.5 牛血清蛋白的负载与释放71-74
• 4.6.6 细胞活力分析74-76
• 4.7 小结76-77
• 4.8 参考文献77-79
• 结论79-80
• 攻读硕士期间发表论文80-81
• 致谢81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 朱文,段世锋,丁建东;组织工程用水凝胶材料[J];功能高分子学报;2004年04期

2 顾雪梅;安燕;殷雅婷;张玉星;;水凝胶的制备及应用研究[J];广州化工;2012年10期

  本文关键词：自增强双交联透明质酸水凝胶的构建及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：404701