壳聚糖基碘生物医用材料的研制与表征

发布时间：2019-08-03 16:49

【摘要】：壳聚糖与碘结合不仅可以克服传统碘的配合物如聚维酮碘、碘伏、碘酊和安尔碘等存在分散均匀性难以保证，稳定性不佳、碘易散失和保质期短等缺陷，而且还可以赋予或增强高分子材料的抗菌性能，扩大壳聚糖和碘的应用范围。 本文分别合成三种高分子壳聚糖接枝衍生物，分别是季铵盐壳聚糖（HTCC）、壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸甲酯（CS/PVP/MMA）、羧甲基壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸甲酯（CMC/PVP/MMA）。将三种衍生物相应地共混制备成膜或海绵，通过红外、DSC、SEM等对它们组成和结构表征，测量其透气性、吸水性、力学性能及其对碘作用和释放研究，比较其抑菌性。本实验的主要过程及成果如下： （1）通过3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵对壳聚糖改性，，制备了具有水溶性的季铵盐壳聚糖（HTCC）。红外表征表明，壳聚糖成功接入季铵盐得到季铵盐壳聚糖（HTCC），HTCC具有良好的水溶性，与聚乙烯醇（PVA）共混制备成薄膜，分别采用共混法和吸附法制备季铵盐壳聚糖/聚乙烯醇碘膜，研究了HTCC的量对HTCC/PVA共混膜的表面形态、水蒸气透过率、吸水性、力学性能和碘含量的影响。以力学性能为指标，对HTCC/PVA共混膜工艺优化，比较了不同薄膜对大肠杆菌和金色葡萄球菌的抑菌性。实验结果：XRD、DSC、光学显微镜和SEM表征均发现，碘对薄膜的结构形态有一定的影响。通过季铵盐壳聚糖共混膜工艺优化，得出1h反应时间、70o的反应温度、4mL0.25%（wt%）的戊二醛和1%（v/v）的醋酸得到的共混膜力学性能最好;碘的加入极大的提高薄膜的抑菌能力；共混碘的稳定性、分散性和抑菌性能略优于吸附碘。 （2）以偶氮二异丁氰为引发剂，在N_2气的保护下，将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝到壳聚糖和羧甲基壳聚糖的C_2位的氨基上，得到CS/PVP/MMA和CMC/PVP/MMA。将CS/PVP/MMA和CMC/PVP/MMA与碘共混制备含碘膜，分析了薄膜的性能以及碘含量、碘的释放与抑菌性，实验结果：红外表征证明已成功接枝。通过XRD、SEM数据，可以得出PVP对碘有一定的络合能力，碘分子的结构形态发生改变，这说明碘已稳定的分散于薄膜中；透气、吸水和力学性能测试结果表明：碘分子破坏大分子间的氢键，改变大分子结构排列，提高了薄膜的物理性能；抑菌性实验证实，碘的加入极大的提高薄膜的抑菌能力。 （3）前面已经分别研究壳聚糖改性产物HTCC、CS/PVP/MMA和CMC/PVP/MMA薄膜，然而薄膜和海绵的性能差异较大，于是通过冷冻干燥法成功制备HTCC和CS/PVP/MMA为核心材料的海绵，并对其透气性、吸水性保湿型以及和碘的作用做了研究。实验结果发现海绵具有非常高的透气性和吸水性，SEM表明碘能很好的分散于海绵中，抑菌性实验结果和碘的释放曲线实验结果证明，以CS/PVP/MMA为核心材料制备的含碘海绵比HTCC为核心材料制备的含碘海绵更适合作为生物医用材料的应用。
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R318.08

【参考文献】

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本文编号：2522668