抗菌海藻酸钠敷料的制备及性能研究
发布时间：2021-11-24 05:14
海藻酸钠具有良好的生物相容性和亲水性,广泛应用于未感染创面的修复,但其不具备抗菌活性,不能应用于感染伤口的治疗。为开发新型海藻酸钠基抗菌敷料,本文以两种广谱抗菌剂银纳米粒子（Ag NPs）和妥布霉素（TOB）为改性剂,采用固相改性策略实现了对氧化海藻酸钠海绵（OSA）的原位功能改性,系统研究了两种改性海绵OSA-TOB和OSA/PDA/Ag NSs的化学结构、微观形貌、孔隙率、抗菌活性和生物相容性。在此基础上,探索了OSA-TOB对两种细菌感染伤口的治疗机制。主要研究内容与结果如下:（1）以高碘酸钠为氧化剂对SA进行氧化改性,获得含有活性醛基的氧化海藻酸钠（OSA）。核磁共振分析表明,8.45 ppm处出现了-CHO的特征信号,表明OSA已被成功合成。研究发现,随着氧化反应的进行,OSA的氧化度显著增加,分子量急剧降低,热稳定性变差,动力粘度下降明显,但电导率则呈现增加趋势。（2）探究反应溶剂对多巴胺聚合的影响,并通过PDA原位黏附和还原银纳米粒子（Ag NPs）的技术,固相原位合成海藻酸钠/多巴胺/纳米银复合海绵（OSA/PDA/Ag NSs）。结果表明,乙醇对DA的聚合有抑制作用,...
【文章来源】：广东海洋大学广东省
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M单元和G单元的结构式Fig.1-1ThestructureofMunitandGunit
广东海洋大学硕士学位论文11文献综述1.1海藻酸钠的研究进展1.1.1海藻酸钠概述海藻酸盐（Alginate）是一种从褐藻类的海带或马尾藻中提取的阴离子多糖，是由M单元（β-D-甘露糖醛酸）和G单元（α-L-古洛糖醛酸）通过1,4-糖苷键连接构成的无规嵌段共聚物[1]。不同来源的海藻酸盐，M单元和G单元的比重和分布不同，从而导致海藻酸盐的分子量及物理性质有所差异。M单元和G单元的结构式如图1-1所示，M单元决定海藻酸盐的生物相容性，而G单元决定海藻酸盐的刚性。海藻酸盐的结构如图1-2，可见M单元和G单元以M-M、M-G或G-G的组合形式分布在链中。钠盐是海藻酸盐的主要形式。海藻酸钠（Sodiumalginate，SA）含有丰富的-COO-，在极其温和的条件下，G单元上的羧基能与二价阳离子（如Ca2+、Cu2+、Mg2+、Fe2+、Sr2+等）发生静电相互作用，形成“蛋壳”结构，诱导G单元堆积成交联网络结构，快速形成水凝胶。自1883年，英国科学家Stanford首次从海带中提取得到海藻酸钠后，海藻酸钠分别于1929年和1944年应用工业生产和食品工业，1983年经美国食品药品管理局（FDA）批准后，海藻酸钠成为应用于生物医学领域的天然生物材料[2,3]。海藻酸钠来源广泛、价格低廉，具有生物相容性、生物可降解性、易于凝胶化、成膜性、无毒和结构稳定等优良的特性，已在食品、污水处理、纺织业、化妆品行业、药物释放、组织工程和创伤修复等领域得到广泛应用[4]。图1-1M单元和G单元的结构式Fig.1-1ThestructureofMunitandGunit图1-2海藻酸钠的结构式
单一的海藻酸钠已不能满足社会的需求，研究开发新型海藻酸钠衍生物成为一种必然的趋势。海藻酸钠含有丰富的羧基和羟基，为后续功能化提供了修饰位点。改性后，海藻酸钠的机械强度、溶解性、亲水性、稳定性等物理化学性质发生改变，拓宽了海藻酸钠的应用范围。目前海藻酸钠的功能化改性主要分为羧基的化学改性、羟基的化学改性和物理共混3个方向，通过这三种方法可以赋予海藻酸钠更强的理化性能，制备高性能海藻酸钠基功能材料[4]。1.1.2.1羧基的化学改性（1）酯化反应最早使用酯化反应对海藻酸钠进行改性，其反应过程如图1-3。对海藻酸钠进行酯化，可以将烷基引入分子链，减少亲水性羧基，提高疏水性。海藻酸钠的酯化物具有两亲性，烷基链团聚在分子内部而形成胶束，适合作为乳化剂使用或包封疏水性药物。在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的催化下，Yang等[5]将海藻酸钠与十二醇混合进行酯化反应，成功制备新型无毒的两亲性高分子海藻酸十二醇酯。Shi等[6]将乙醇酸接枝在海藻酸钠分子链上进行疏水改性，合成了海藻酸钠乙醇酸酯（Alg-g-PGA），Alg-g-PGA具有表面活性，能自组装成纳米粒，再进一步与氯化钙交联形成水凝胶微球，研究表明Alg-g-PGA凝胶微球载药量高、缓释效果好，是一种理想的药物载体。为了开发具有生物相容性的血液透析膜，Amri等[7]将海藻酸钠与聚乙烯醇在40°C下交联1h，成功合成海藻酸钠聚乙烯醇酯（PVA-Alg）。与海藻酸钠膜相比，PVA-Alg膜的疏水性得到提高，同时具有更高的抗拉强度和更好的血液相容性，对于肌酸酐以及尿素的透析作用较强，能作为血液透析材料使用。图1-3海藻酸钠的酯化反应Fig.1-3Theesterificationofsodiumalginate（2）酰胺化反应酰胺化是一种将酰胺键引入化合物的化学反应。海藻酸钠分
本文编号：3515304
【文章来源】：广东海洋大学广东省
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M单元和G单元的结构式Fig.1-1ThestructureofMunitandGunit
广东海洋大学硕士学位论文11文献综述1.1海藻酸钠的研究进展1.1.1海藻酸钠概述海藻酸盐（Alginate）是一种从褐藻类的海带或马尾藻中提取的阴离子多糖，是由M单元（β-D-甘露糖醛酸）和G单元（α-L-古洛糖醛酸）通过1,4-糖苷键连接构成的无规嵌段共聚物[1]。不同来源的海藻酸盐，M单元和G单元的比重和分布不同，从而导致海藻酸盐的分子量及物理性质有所差异。M单元和G单元的结构式如图1-1所示，M单元决定海藻酸盐的生物相容性，而G单元决定海藻酸盐的刚性。海藻酸盐的结构如图1-2，可见M单元和G单元以M-M、M-G或G-G的组合形式分布在链中。钠盐是海藻酸盐的主要形式。海藻酸钠（Sodiumalginate，SA）含有丰富的-COO-，在极其温和的条件下，G单元上的羧基能与二价阳离子（如Ca2+、Cu2+、Mg2+、Fe2+、Sr2+等）发生静电相互作用，形成“蛋壳”结构，诱导G单元堆积成交联网络结构，快速形成水凝胶。自1883年，英国科学家Stanford首次从海带中提取得到海藻酸钠后，海藻酸钠分别于1929年和1944年应用工业生产和食品工业，1983年经美国食品药品管理局（FDA）批准后，海藻酸钠成为应用于生物医学领域的天然生物材料[2,3]。海藻酸钠来源广泛、价格低廉，具有生物相容性、生物可降解性、易于凝胶化、成膜性、无毒和结构稳定等优良的特性，已在食品、污水处理、纺织业、化妆品行业、药物释放、组织工程和创伤修复等领域得到广泛应用[4]。图1-1M单元和G单元的结构式Fig.1-1ThestructureofMunitandGunit图1-2海藻酸钠的结构式
单一的海藻酸钠已不能满足社会的需求，研究开发新型海藻酸钠衍生物成为一种必然的趋势。海藻酸钠含有丰富的羧基和羟基，为后续功能化提供了修饰位点。改性后，海藻酸钠的机械强度、溶解性、亲水性、稳定性等物理化学性质发生改变，拓宽了海藻酸钠的应用范围。目前海藻酸钠的功能化改性主要分为羧基的化学改性、羟基的化学改性和物理共混3个方向，通过这三种方法可以赋予海藻酸钠更强的理化性能，制备高性能海藻酸钠基功能材料[4]。1.1.2.1羧基的化学改性（1）酯化反应最早使用酯化反应对海藻酸钠进行改性，其反应过程如图1-3。对海藻酸钠进行酯化，可以将烷基引入分子链，减少亲水性羧基，提高疏水性。海藻酸钠的酯化物具有两亲性，烷基链团聚在分子内部而形成胶束，适合作为乳化剂使用或包封疏水性药物。在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的催化下，Yang等[5]将海藻酸钠与十二醇混合进行酯化反应，成功制备新型无毒的两亲性高分子海藻酸十二醇酯。Shi等[6]将乙醇酸接枝在海藻酸钠分子链上进行疏水改性，合成了海藻酸钠乙醇酸酯（Alg-g-PGA），Alg-g-PGA具有表面活性，能自组装成纳米粒，再进一步与氯化钙交联形成水凝胶微球，研究表明Alg-g-PGA凝胶微球载药量高、缓释效果好，是一种理想的药物载体。为了开发具有生物相容性的血液透析膜，Amri等[7]将海藻酸钠与聚乙烯醇在40°C下交联1h，成功合成海藻酸钠聚乙烯醇酯（PVA-Alg）。与海藻酸钠膜相比，PVA-Alg膜的疏水性得到提高，同时具有更高的抗拉强度和更好的血液相容性，对于肌酸酐以及尿素的透析作用较强，能作为血液透析材料使用。图1-3海藻酸钠的酯化反应Fig.1-3Theesterificationofsodiumalginate（2）酰胺化反应酰胺化是一种将酰胺键引入化合物的化学反应。海藻酸钠分
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