咪唑盐聚离子液体基生物医用敷料的设计合成及应用研究
发布时间：2020-07-23 03:20
【摘要】：敷料作为体外给药的重要形式之一,其发展受到广泛关注,然而,目前生物材料基敷料存在给药形式单一、载药量低、透气性差、透皮率低等缺点,严重影响了敷料的实际应用。聚离子液体作为一种具有阴、阳离子结构的聚合物,兼具离子液体与聚合物的性质,尤其是其结构中的阴、阳离子结构拓展聚离子液体在生物功能材料领域的应用。咪唑盐、吡咯烷盐、季铵盐等聚离子液体在生物工程和生物材料领域的研究和应用日新月异,尤其是其作为抗菌材料的研究更是日升月恒。而大部分聚离子液体基生物材料的研究还局限于材料的呈现形式,多以聚合物溶液形式直接用于抗菌;而材料的呈现形式不仅会影响其性能而且会限制其应用领域。如何设计合成多种呈现形式的聚离子液体并应用与生物材料领域仍然是目前聚离子液体在实际应用中面临的亟待解决的问题。本论文以咪唑盐聚离子液体为中心,针对不同的细菌及应用领域设计合成了不同呈现形式的生物材料。合成了一系列基于聚离子液体基抗菌材料,通过改变材料呈现形式应用于医用敷料。主要研究内容如下:1.电氧化还原响应性咪唑盐聚离子液体抗菌膜的制备。设计合成一系列含有二茂铁基团的咪唑盐离子液体小分子及相应聚合物膜,通过二茂铁基团的电氧化还原调控咪唑盐离子液体小分子及相应膜材料的抗菌性能,并研究二茂铁基团的引入对抗菌性能的影响。实验结果表明:二茂铁的加入可以显著提升(聚)离子液体的抗菌性,通过施加外电场可实现二茂铁基团中Fe(Ⅱ)的氧化与还原,并调节其抗菌性能;此外,通过外加β-环糊精与外加电场的结合可调节二茂铁基团与β-环糊精的主客体作用,可实现对膜材料抗菌性能的有效调控。同时,研究表明制备的聚离子液体膜材料具有良好的生物相容性(细胞毒性和溶血反应)。2.基于咪唑盐聚离子液体抗痤疮微针贴片的制备。微针贴片是药物透皮传输的良好负载材料,通过离子交换将离子型药物(水杨酸)与咪唑离子液体结合负载于聚离子液体微针中,制备可循环使用的高分子聚离子液体微针贴片,用于痤疮的无痛治疗。研究发现:所制备的聚离子液体微针贴片具有稳定性高(PBS中可稳定存在30天)、释放缓慢(持续48 h左右)及广谱抗菌性(大肠杆菌,金黄色葡萄球菌及丙酸杆菌)等性能。同时,制备的聚离子液体微针对痤疮丙酸杆菌的抑制效果尤为明显,可以有效地抑制痤疮内部无氧封闭环境中丙酸杆菌的生长,同时避免微针使用期间的细菌感染情况。此外,制备的微针贴片生物相容性好(细胞毒性和溶血反应),有望成为无痛治疗痤疮的一种有效方式。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O645.1;TQ460.4;R318.08
【图文】：
为主。１９７４年，英国施乐逡逑辉公司生产出全球第一块商用新型敷料安舒妥，开启新型敷料全球研究的新热潮。逡逑至２０世纪９０年代，以生物材料、高分子材料、复合材料等人工合成类材料制备逡逑的新型敷料得到全面研究和迅速发展。直至Ｒ前，从全球范围来看，传统医用敷逡逑料所占市场份额仍在５０邋％以上，但其发展速度已日趋变缓，而新型医用敷料正逡逑在迅速增长。逡逑１．４敷料分类逡逑根据医用敷料的材质及制备方式，敷料大致可以分为传统医用敷料、天然屮逡逑物医用敷料、人工合成医用敷料和复合型医用敷料（如图１－２所示）。逡逑＇＂＂＂＂ｉｉｎＷｉｎｉＭ逦逦—逦逦逦逡逑６ＥＳ３３逡逑４ＥＢＳＳ８逦＿ＣＳＳ９逦ｕｂ柋ｉｉｗ丨邋Ｉ邋■ｗ＿ｉ逡逑■珊，－ＢＳ３邋■Ｅ２ＳＳＢ逦ｉＭｗｗＭＩ邋ｉ＾ＭｉｉＢｆｌｖ逦ｌｌｌｇｊＱＪｌＩＩ逡逑ｍｍｍ邋Ｂｌ邋ＩＢＭ逦ｊｚｓｓｚａ邋ｉｉｆｅｉｉｉｉｌ邋ｍｓｍ逡逑图１－２皮肤医Ｗ数料分类逡逑１．４．１传统医用敷料逡逑传统医用敷料主要包括棉质纱布、亚麻纱布等棉纺织品。１９世纪７０年代在逡逑手术主要牙科手术中开始广泛使用脱脂棉；８０年代末强生公司开始生产灭菌医逡逑用敷料，标志着医用敷料开始广泛商用。传统棉质敷料的优缺点如表１－１所示，逡逑它们仅仅起到隔离伤口和外界环境的作用，且吸水性较强，可以很好地吸收伤口逡逑的浸出液，有利于伤口恢复；但是同时过强的吸水性同样会使伤口创面过于干燥，逡逑易与伤口粘连，取下敷料时易破坏新生的肉芽组织，从而造成二次创伤；此外，逡逑３逡逑
第一章逦咪唑盐聚离子液体基生物医用敷料的设计合成及应用研究逡逑１．４．３人工合成医用敷料逡逑人工合成类敷料按照材料的展现形式，可以分为薄膜类３４，海绵类，纺丝纤逡逑维类以及水凝胶类敷料。人工合成类敷料的最大优势在于可以根据不同的应用环逡逑境对敷料组分及结构进行调整。逡逑１．４．３．１薄膜类逡逑薄膜类敷料的优点在于可以贴合度好，透明度高，ｉＵ■以及时观察创口的恢复逡逑情况，并且可以通过结构调整使其具有一定的抗菌性。严锋教授通过将不同结构逡逑聚离子液体引入到薄膜材料中，使薄膜敷料具有广谱抗菌性，并．「：］．发现其抗菌性逡逑随聚离子液体中烷基链长度增加而提高（如图１－３）邋３５。此外，付国东教授通过逡逑ＡＴＲＰ聚合在聚丙烯膜表面接枝聚乙二醇单甲基丙烯酸酯（ＰＥＧＭＡ）和２－二甲逡逑胺基甲基丙烯酸乙酯（ＤＭＡＥＭＡ）嵌段共聚物（如图１－４）邋３６，用１－溴十二烷将逡逑膜季铵化，研究发现：季铵盐的形成可以有效增强薄膜的光谱抗菌性，同时，由逡逑于膜的亲水性，季铵盐聚集面还表现出对细菌的抗污染作用。但是，薄膜也存在逡逑透气性差、自身几乎没有吸湿性，易造成废物堆积，且仅适用于较小面积伤口的逡逑缺陷，限制其实际应用。逡逑ｌｊＬ逦Ａｎｉｉｂａｃｔｅｒｉａ！逦户逡逑ｒ＼逦ａｃｔｈｉｌ＞邋＼邋＊逡逑＇－Ｒ邋＾逡逑ＰＨ邋Ｖｆｔｎｉｈｉａｏｅ逦ｍ逡逑图１－３邋（聚）°比咯离子液体抗菌性随烷基链长度变化规律研究３５逡逑６逡逑
丝状结构，可以负载如抗生素和抗癌剂等药物，进一步拓展了其应用范围。目前，逡逑许多聚合物，如聚乳酸（ＰＬＡ）、聚乙二醇（ＰＥＯ）、聚氨酯（ＰＵ）、聚醋酸乙烯逡逑酯（ＰＥＶＡ）、聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）邋４３，４４、聚羟基脂肪酸酯（ＰＨＡ）和醋酸纤逡逑维素（ＣＡ），己被用于制备纺丝纤维敷料并用于伤口愈合、透皮药物传输等生物逡逑医学领域。聚纺丝纤维具有特殊的柔韧性以及一定的机械性能，其作为烧伤创面逡逑敷料被广泛研究。李孝红教授将庆大霉素硫酸盐和疏水的环丙沙星同时负载到电逡逑纺明胶纤维中（如图１－６所示）４５，在双载药纺丝纤维中，庆大霉素６天内释放逡逑完全，而疏水的环丙沙星可持续释放３周。利用绿脓杆菌感染的烧伤动物模型研逡逑[偲涫导视τ眯阅埽芯糠⑾指涸乜股氐姆乃肯宋罅隙月膛Ц司忻飨缘囊皱义现谱饔茫⑶铱梢源俳丝谟希苌桑涸粱约白橹厮埽玻碧炜慑义鲜股丝谕耆稀Ｈ缤迹保匪荆渍冀淌诒ǖ懒艘恢趾谆蒗８拾彼徨义希ǎ模停希牵┙榭锥趸枘擅琢Ｗ樱ǎ模樱┑亩ㄏ蚨嗫拙郏ǎ蹋浚趟幔ǎ校蹋蹋粒┑珏义戏南宋ぃ糜谔悄虿∩丝谟稀６嗫赘春舷宋た梢源碳と似昃猜瞿谄は赴鲥义现场⑶ㄒ坪脱苌上喙鼗虻谋泶铮佣俳悄虿〈疵嫘卵芑⒃偕掀せ义虾徒涸纬桑种蒲字⒎从Γ矗丁ｅ义希牛欤澹悖翦澹颍铮螅穑椋颍椋椋觯椋睿珏危粒箦澹澹欤澹悖簦颍镥澹螅穑酰铄危茫颍铮螅螅欤椋铄澹耄澹溴义希螅铮欤椋椋簦螅铮蹂危妫椋猓澹颍箦危妫椋猓澹颍箦义希掊义希埽罚掊宸邋位澹蝈义希迹
本文编号：2766778
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O645.1;TQ460.4;R318.08
【图文】：
为主。１９７４年，英国施乐逡逑辉公司生产出全球第一块商用新型敷料安舒妥，开启新型敷料全球研究的新热潮。逡逑至２０世纪９０年代，以生物材料、高分子材料、复合材料等人工合成类材料制备逡逑的新型敷料得到全面研究和迅速发展。直至Ｒ前，从全球范围来看，传统医用敷逡逑料所占市场份额仍在５０邋％以上，但其发展速度已日趋变缓，而新型医用敷料正逡逑在迅速增长。逡逑１．４敷料分类逡逑根据医用敷料的材质及制备方式，敷料大致可以分为传统医用敷料、天然屮逡逑物医用敷料、人工合成医用敷料和复合型医用敷料（如图１－２所示）。逡逑＇＂＂＂＂ｉｉｎＷｉｎｉＭ逦逦—逦逦逦逡逑６ＥＳ３３逡逑４ＥＢＳＳ８逦＿ＣＳＳ９逦ｕｂ柋ｉｉｗ丨邋Ｉ邋■ｗ＿ｉ逡逑■珊，－ＢＳ３邋■Ｅ２ＳＳＢ逦ｉＭｗｗＭＩ邋ｉ＾ＭｉｉＢｆｌｖ逦ｌｌｌｇｊＱＪｌＩＩ逡逑ｍｍｍ邋Ｂｌ邋ＩＢＭ逦ｊｚｓｓｚａ邋ｉｉｆｅｉｉｉｉｌ邋ｍｓｍ逡逑图１－２皮肤医Ｗ数料分类逡逑１．４．１传统医用敷料逡逑传统医用敷料主要包括棉质纱布、亚麻纱布等棉纺织品。１９世纪７０年代在逡逑手术主要牙科手术中开始广泛使用脱脂棉；８０年代末强生公司开始生产灭菌医逡逑用敷料，标志着医用敷料开始广泛商用。传统棉质敷料的优缺点如表１－１所示，逡逑它们仅仅起到隔离伤口和外界环境的作用，且吸水性较强，可以很好地吸收伤口逡逑的浸出液，有利于伤口恢复；但是同时过强的吸水性同样会使伤口创面过于干燥，逡逑易与伤口粘连，取下敷料时易破坏新生的肉芽组织，从而造成二次创伤；此外，逡逑３逡逑
第一章逦咪唑盐聚离子液体基生物医用敷料的设计合成及应用研究逡逑１．４．３人工合成医用敷料逡逑人工合成类敷料按照材料的展现形式，可以分为薄膜类３４，海绵类，纺丝纤逡逑维类以及水凝胶类敷料。人工合成类敷料的最大优势在于可以根据不同的应用环逡逑境对敷料组分及结构进行调整。逡逑１．４．３．１薄膜类逡逑薄膜类敷料的优点在于可以贴合度好，透明度高，ｉＵ■以及时观察创口的恢复逡逑情况，并且可以通过结构调整使其具有一定的抗菌性。严锋教授通过将不同结构逡逑聚离子液体引入到薄膜材料中，使薄膜敷料具有广谱抗菌性，并．「：］．发现其抗菌性逡逑随聚离子液体中烷基链长度增加而提高（如图１－３）邋３５。此外，付国东教授通过逡逑ＡＴＲＰ聚合在聚丙烯膜表面接枝聚乙二醇单甲基丙烯酸酯（ＰＥＧＭＡ）和２－二甲逡逑胺基甲基丙烯酸乙酯（ＤＭＡＥＭＡ）嵌段共聚物（如图１－４）邋３６，用１－溴十二烷将逡逑膜季铵化，研究发现：季铵盐的形成可以有效增强薄膜的光谱抗菌性，同时，由逡逑于膜的亲水性，季铵盐聚集面还表现出对细菌的抗污染作用。但是，薄膜也存在逡逑透气性差、自身几乎没有吸湿性，易造成废物堆积，且仅适用于较小面积伤口的逡逑缺陷，限制其实际应用。逡逑ｌｊＬ逦Ａｎｉｉｂａｃｔｅｒｉａ！逦户逡逑ｒ＼逦ａｃｔｈｉｌ＞邋＼邋＊逡逑＇－Ｒ邋＾逡逑ＰＨ邋Ｖｆｔｎｉｈｉａｏｅ逦ｍ逡逑图１－３邋（聚）°比咯离子液体抗菌性随烷基链长度变化规律研究３５逡逑６逡逑
丝状结构，可以负载如抗生素和抗癌剂等药物，进一步拓展了其应用范围。目前，逡逑许多聚合物，如聚乳酸（ＰＬＡ）、聚乙二醇（ＰＥＯ）、聚氨酯（ＰＵ）、聚醋酸乙烯逡逑酯（ＰＥＶＡ）、聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）邋４３，４４、聚羟基脂肪酸酯（ＰＨＡ）和醋酸纤逡逑维素（ＣＡ），己被用于制备纺丝纤维敷料并用于伤口愈合、透皮药物传输等生物逡逑医学领域。聚纺丝纤维具有特殊的柔韧性以及一定的机械性能，其作为烧伤创面逡逑敷料被广泛研究。李孝红教授将庆大霉素硫酸盐和疏水的环丙沙星同时负载到电逡逑纺明胶纤维中（如图１－６所示）４５，在双载药纺丝纤维中，庆大霉素６天内释放逡逑完全，而疏水的环丙沙星可持续释放３周。利用绿脓杆菌感染的烧伤动物模型研逡逑[偲涫导视τ眯阅埽芯糠⑾指涸乜股氐姆乃肯宋罅隙月膛Ц司忻飨缘囊皱义现谱饔茫⑶铱梢源俳丝谟希苌桑涸粱约白橹厮埽玻碧炜慑义鲜股丝谕耆稀Ｈ缤迹保匪荆渍冀淌诒ǖ懒艘恢趾谆蒗８拾彼徨义希ǎ模停希牵┙榭锥趸枘擅琢Ｗ樱ǎ模樱┑亩ㄏ蚨嗫拙郏ǎ蹋浚趟幔ǎ校蹋蹋粒┑珏义戏南宋ぃ糜谔悄虿∩丝谟稀６嗫赘春舷宋た梢源碳と似昃猜瞿谄は赴鲥义现场⑶ㄒ坪脱苌上喙鼗虻谋泶铮佣俳悄虿〈疵嫘卵芑⒃偕掀せ义虾徒涸纬桑种蒲字⒎从Γ矗丁ｅ义希牛欤澹悖翦澹颍铮螅穑椋颍椋椋觯椋睿珏危粒箦澹澹欤澹悖簦颍镥澹螅穑酰铄危茫颍铮螅螅欤椋铄澹耄澹溴义希螅铮欤椋椋簦螅铮蹂危妫椋猓澹颍箦危妫椋猓澹颍箦义希掊义希埽罚掊宸邋位澹蝈义希迹
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