生物医用高强度抗菌性水凝胶的设计与制备
发布时间：2021-06-24 21:55
水凝胶具有与生物体相似的大分子结构和高亲水性,因而被广泛地应用于生物医学和组织工程等领域中。作为生物医用材料使用时,需要水凝胶既具有足够的机械强度又能抑制细菌滋生,避免伤口的进一步感染。然而大多数水凝胶具有力学性能较差、抗菌能力弱等缺点,难以满足应用需求。开发出兼具高强度和优异抗菌能力的水凝胶,具有重要的现实指导意义。本文选取带相反电荷的两种天然多糖壳聚糖（CS）和肝素钠（HS）,通过溶液自组装方法制备了CS/HS水凝胶。在氢键和离子配位作用的协同作用下,多糖水凝胶具有优异机械性能,拉伸强度和断裂伸长率分别达到8.53 MPa和133.7%。改变离子强度和pH可以调节凝胶网络中非共价相互作用的比例,从而调控水凝胶的力学性能。非共价键的动态可逆特性,使水凝胶具有优异的自我修复性能,自修复效率可达80%以上。通过改变pH可以调整水凝胶的表面电荷性,赋予其对带电荷表面的强粘附能力。采用金属离子配位增强了水凝胶对大肠杆菌的抗菌活性。该水凝胶还具有优异的促进伤口愈合能力和良好的生物相容性（细胞存活率高达91.7%94.3%）。为了开发具有高效抗菌活性的高强度水凝胶,基于双网...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EDTA-Fe3+-HA水凝胶的抗菌机理[25]
湖北工业大学硕士学位论文11生，而PDA官能化的纳米颗粒可以促进血管的再生。基于这些特性，该水凝胶可有效地促进体内伤口愈合，有望作为医用敷料应用于生物医学等领域中[40]。图1.2细胞内抗菌肽的作用机理[37]。Fig.1.2Modeofactionforintracellularantimicrobialpeptideactivity[37].1.2.2.3两性离子水凝胶两性离子水凝胶的抗菌机理与AMPs相似，带正电荷的聚合物分子链与带负电的细菌细胞膜之间通过离子配位作用结合，细菌细胞膜的结构被破坏而使细胞内基质流出，造成细菌死亡。Mi等人开发了一种对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出有效抗菌活性的两性离子水凝胶。通过形成可水解的酯键将抗菌性的水杨酸连接在聚合物分子链上。在水解之前，水杨酸羧基的负电荷与聚合物侧链上的季胺基的正电荷相平衡，形成两性离子聚合物而具有防污能力。在水解过程中，SA通过断开酯键从聚合物分子链上释放出来，抑制了细菌在周围环境中的生长。完全水解后，水解生成的羧基甜菜碱充当两性离子部分，进一步提供稳定的防污能力[41]。Sun等人合成了具有优异抗菌性的两种新型的两性离子聚合物水凝胶，其分子链上带正电部分可以与细菌细胞膜表面结合，从而起到杀菌的作用。同时其带负电部分则赋予了水凝胶良好的防污能力，可以清除水凝胶表面的已被杀死的细菌，使水凝胶具有持续的抗菌性[42]。
湖北工业大学硕士学位论文1900100%tAAWA（2.5）其中，A0为初始时的伤口面积；At为第t天时伤口的面积。2.2.3.7细胞毒性实验采用CellCountingKit-8（CCK-8）法检测细胞存活率。将水凝胶用PBS缓冲液（pH7.4）冲洗并在紫外光下光照消毒后，放置入96孔板中并注入500μL小鼠成纤维细胞（L929）悬液，在37°C的培养箱中培养24小时，在各孔板中分别注入10μLCCK-8溶液并培养4小时，用酶标仪（美国Biotech）测定溶液的吸光度，通过多组数据的平均值计算样品的细胞活性（CA），公式如下：100%tcODODCA（2.6）其中，ODc为参比样品的吸光度；ODt为试验样品的吸光度。2.2.4技术路线图2.1技术路线图。Fig.2.1Technologyroadmap.
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚两性电解质及其水凝胶的研究进展[J]. 任静,哈鸿飞. 高分子通报. 2000(03)
本文编号：3247894
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EDTA-Fe3+-HA水凝胶的抗菌机理[25]
湖北工业大学硕士学位论文11生，而PDA官能化的纳米颗粒可以促进血管的再生。基于这些特性，该水凝胶可有效地促进体内伤口愈合，有望作为医用敷料应用于生物医学等领域中[40]。图1.2细胞内抗菌肽的作用机理[37]。Fig.1.2Modeofactionforintracellularantimicrobialpeptideactivity[37].1.2.2.3两性离子水凝胶两性离子水凝胶的抗菌机理与AMPs相似，带正电荷的聚合物分子链与带负电的细菌细胞膜之间通过离子配位作用结合，细菌细胞膜的结构被破坏而使细胞内基质流出，造成细菌死亡。Mi等人开发了一种对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出有效抗菌活性的两性离子水凝胶。通过形成可水解的酯键将抗菌性的水杨酸连接在聚合物分子链上。在水解之前，水杨酸羧基的负电荷与聚合物侧链上的季胺基的正电荷相平衡，形成两性离子聚合物而具有防污能力。在水解过程中，SA通过断开酯键从聚合物分子链上释放出来，抑制了细菌在周围环境中的生长。完全水解后，水解生成的羧基甜菜碱充当两性离子部分，进一步提供稳定的防污能力[41]。Sun等人合成了具有优异抗菌性的两种新型的两性离子聚合物水凝胶，其分子链上带正电部分可以与细菌细胞膜表面结合，从而起到杀菌的作用。同时其带负电部分则赋予了水凝胶良好的防污能力，可以清除水凝胶表面的已被杀死的细菌，使水凝胶具有持续的抗菌性[42]。
湖北工业大学硕士学位论文1900100%tAAWA（2.5）其中，A0为初始时的伤口面积；At为第t天时伤口的面积。2.2.3.7细胞毒性实验采用CellCountingKit-8（CCK-8）法检测细胞存活率。将水凝胶用PBS缓冲液（pH7.4）冲洗并在紫外光下光照消毒后，放置入96孔板中并注入500μL小鼠成纤维细胞（L929）悬液，在37°C的培养箱中培养24小时，在各孔板中分别注入10μLCCK-8溶液并培养4小时，用酶标仪（美国Biotech）测定溶液的吸光度，通过多组数据的平均值计算样品的细胞活性（CA），公式如下：100%tcODODCA（2.6）其中，ODc为参比样品的吸光度；ODt为试验样品的吸光度。2.2.4技术路线图2.1技术路线图。Fig.2.1Technologyroadmap.
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚两性电解质及其水凝胶的研究进展[J]. 任静,哈鸿飞. 高分子通报. 2000(03)
本文编号：3247894
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