烷基化壳聚糖/多巴胺-氧化石墨烯复合材料的制备及性能研究
发布时间：2021-11-05 08:18
失血过多是造成死亡的主要原因之一,而目前常见的止血材料大都成本高,止血效率低,止血时间长,因此迫切需要开发新型高效率快速止血材料。壳聚糖（CS）储量丰富,可广谱抗菌,加速伤口愈合,具有优良的止血性和生物相容性,以其为基础的复合材料具有很高的研发前景。但大多壳聚糖基复合材料存在亲水性差,止血效率低且不易降解等问题。本实验对壳聚糖进行烷基化改性制备烷基化壳聚糖（N-CS）以增强其止血性,采用多巴胺（PDA）改善氧化石墨烯生物相容性制得多巴胺修饰氧化石墨烯（DGO）,以水热法和冷冻干燥技术将两种材料复合构建不同的3D互通网络结构,制备了两种剂型的烷基化壳聚糖/多巴胺修饰氧化石墨烯（N-CS/DGO）,并分别对其进行理化表征及止血性能评估,所得研究结果如下:1.通过席夫碱反应实现十二醛醛基与壳聚糖氨基的亲核加成反应,随后使用强还原剂硼氢化钠对其进行还原制备N-CS。采用FT-IR、XRD证实烷基化改性成功;利用Hummers法加以改进对石墨进行氧化制备GO,通过FT-IR、XRD和Raman光谱确定了GO的合成;并通过PDA修饰得到生物相容性较好的DGO,用于烷基化壳聚糖复合止血材料的制备;2...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
N-烷基化壳聚糖的制备
1绪论91.2.2氧化石墨烯的制备方法目前制备氧化石墨烯的方法主要有Brodie法[58]、Staudenmaier法[59]及Hummers法[60]。前两种方法制备的氧化石墨烯（GO）氧化程度高，但制备过程中释放产生大量的有毒气体且制备耗时较长。从经济性和安全性出发，相较之下Hummers法由于制备工艺简单，操作安全，耗时短且产率高，成为目前GO制备最常用的方法。反应原理大都是使用强酸对鳞片石墨进行酸化处理，得到膨胀的层间化石墨，然后使用强氧化剂对其进行氧化，得到GO。但由于单一组分的石墨烯材料本身存在电化学活性较弱，容易团聚等等局限，极大地限制了其应用，故对其官能团进行功能化改性显得至关重要。图1.4石墨烯制备与剥离[60]Figure1.4Thepreparationandpeelingofgraphene[60]1.2.3氧化石墨及石墨烯复合材料的应用1.2.3.1膜材料作为一种二维片状材料，氧化石墨片层可以通过插层小分子或者粒子来进行片层剥离，减弱团聚现象，剥离的单层氧化石墨烯在特定环境作用下可以发生层间自组装过程，进而自组装形成先进的膜分离材料。近年来自组装复合膜的制备和研究掀起热潮。DouHZ[61]等人受生物膜层级结构和促进气体传输的启发，将银离子载体和离子液体固定并浸渍在GO层压板的二维纳米通道中，制备了高度选择性的乙烯/乙烷分离膜。凭借分子筛和载流子促进运输的协同作用，实现了前所未有的高乙烯渗透率（72.5GPU）和超高乙烯/乙烷选择性（215）的
1绪论13序激活，传递信息实现凝血酶原到凝血酶的转化，并与血小板粘连形成血凝块从而起到屏障的作用。在凝血酶原激活物形成过程中，根据始动途径和参与过程中凝血因子种类的不同，可分为内源性和外源性两种凝血途径。参与凝血过程的凝血因子全部来自血液常常引发内源性凝血途径，通常由血液与带负电荷的物质接触而引发；而外源性凝血途径是由于组织系统受到损伤时导致组织被激活释放凝血因子。两种凝血途径常常相伴发生[77-78]。据研究，壳聚糖及其衍生物类止血材料的止血机制如下[79-81]：（1）壳聚糖自身携带的氨基、羟基等具有大量的正电荷，可通过静电相互作用吸附红细胞。（2）正电荷对血小板的刺激作用，刺激后的血小板会活化并逐渐聚集于伤口。（3）长链壳聚糖分子结构会主动结合凝血因子，加固红细胞和血小板引起的血液凝块。而作为新型止血材料，氧化石墨烯的止血机理大致为文献报道的“止血因子浓缩作用”，其实质为物理吸附作用。图1.5凝血过程的瀑布机制[81]Figure1.5Thewaterfallmechanismofthecoagulationprocess[81]YingZ[82]等人使用稀溶液冷冻相分离和干燥工艺制备了各种比例（氧化石墨烯/烷基化壳聚糖，0％，5％，10％和20％）的AC/GO复合海绵（ACGS）。改
【参考文献】：
期刊论文
[1]丝素蛋白/壳聚糖复合支架有良好的细胞相容性与渗透性[J]. 章晓云,陈跃平,宋世雷,张驰,卓映宏,杨楠,占华松,许灿宏. 中国组织工程研究. 2020(16)
[2]N-TiO2/季铵化壳聚糖杂化膜光降解甲基橙废水[J]. 刘伟,杨旭,王吉林,王璐璐. 水处理技术. 2020(03)
[3]生物玻璃/壳聚糖三维多孔支架的抗感染性能和生物相容性研究[J]. 李扬,刘怡卓,沈超,朱俊峰,彭建平,肖飞,崔一民,郭亚平,陈晓东. 生物骨科材料与临床研究. 2020(02)
[4]氧化纤维素/壳聚糖复合海绵的制备及性能研究[J]. 刘文迎,郭亮亮,刘泽员,张静. 化工新型材料. 2019(11)
[5]Electrically Conductive and Flame Retardant Graphene/Brominated Polystyrene/Maleic Anhydride Grafted High Density Polyethylene Nanocomposites with Satisfactory Mechanical Properties[J]. Yu Chen,Jian Yao,Ming-Ke Xu,Zhi-Guo Jiang,Hao-Bin Zhang. Chinese Journal of Polymer Science. 2019(05)
[6]氧化石墨烯（GO）对罗丹明B染料的吸附行为研究[J]. 莫俏,李妮鸿,沈飞,李泽安,李益华. 广东化工. 2019(02)
[7]壳聚糖/ACF的制备及抗菌性能研究[J]. 熊亮,韦加娜,陈锦涛. 科技风. 2018(22)
[8]羧甲基壳聚糖水凝胶的阳离子质量分数对止血效果的影响及其止血机理[J]. 何静,吴方. 中国科技论文. 2018(12)
[9]新型酰基化壳聚糖季铵盐复合修饰衍生物的制备及抑菌活性[J]. 韩柏林,李荣春,华玉山,任艳芳,李文浩. 德州学院学报. 2018(02)
[10]壳聚糖及其衍生物纳米粒的制备以及在疫苗中的应用研究[J]. 郭蓓蕾,徐静. 国际生物制品学杂志. 2018 (01)
博士论文
[1]石墨烯导电复合结构的制备及性能调控[D]. 方明赫.中国科学技术大学 2019
硕士论文
[1]壳聚糖/铜小球的制备及其在水处理中的应用[D]. 常钰.南京信息工程大学 2019
[2]N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合材料的制备及性能研究[D]. 郭亮亮.郑州大学 2019
[3]基于季铵盐化壳聚糖抑菌材料的制备及其生物性能的研究[D]. 孔维悦.海南大学 2019
[4]磺化壳聚糖对细菌及其生物被膜抑制作用的研究[D]. 刘玉红.浙江工商大学 2019
[5]纯镁微弧氧化—壳聚糖/海藻酸钠载铜膜层细胞相容性及抑菌性研究[D]. 王丽萍.佳木斯大学 2017
[6]磺化壳聚糖的制备及其抑菌性能研究[D]. 孙志敏.浙江工商大学 2017
[7]壳聚糖的改性及其止血功能研究[D]. 李静.长春理工大学 2015
[8]壳聚糖的改性及其抗凝血活性研究[D]. 张虹.安徽工程大学 2014
[9]壳聚糖止血活性及其作用机理的初步研究[D]. 高娟.江南大学 2009
本文编号：3477429
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
N-烷基化壳聚糖的制备
1绪论91.2.2氧化石墨烯的制备方法目前制备氧化石墨烯的方法主要有Brodie法[58]、Staudenmaier法[59]及Hummers法[60]。前两种方法制备的氧化石墨烯（GO）氧化程度高，但制备过程中释放产生大量的有毒气体且制备耗时较长。从经济性和安全性出发，相较之下Hummers法由于制备工艺简单，操作安全，耗时短且产率高，成为目前GO制备最常用的方法。反应原理大都是使用强酸对鳞片石墨进行酸化处理，得到膨胀的层间化石墨，然后使用强氧化剂对其进行氧化，得到GO。但由于单一组分的石墨烯材料本身存在电化学活性较弱，容易团聚等等局限，极大地限制了其应用，故对其官能团进行功能化改性显得至关重要。图1.4石墨烯制备与剥离[60]Figure1.4Thepreparationandpeelingofgraphene[60]1.2.3氧化石墨及石墨烯复合材料的应用1.2.3.1膜材料作为一种二维片状材料，氧化石墨片层可以通过插层小分子或者粒子来进行片层剥离，减弱团聚现象，剥离的单层氧化石墨烯在特定环境作用下可以发生层间自组装过程，进而自组装形成先进的膜分离材料。近年来自组装复合膜的制备和研究掀起热潮。DouHZ[61]等人受生物膜层级结构和促进气体传输的启发，将银离子载体和离子液体固定并浸渍在GO层压板的二维纳米通道中，制备了高度选择性的乙烯/乙烷分离膜。凭借分子筛和载流子促进运输的协同作用，实现了前所未有的高乙烯渗透率（72.5GPU）和超高乙烯/乙烷选择性（215）的
1绪论13序激活，传递信息实现凝血酶原到凝血酶的转化，并与血小板粘连形成血凝块从而起到屏障的作用。在凝血酶原激活物形成过程中，根据始动途径和参与过程中凝血因子种类的不同，可分为内源性和外源性两种凝血途径。参与凝血过程的凝血因子全部来自血液常常引发内源性凝血途径，通常由血液与带负电荷的物质接触而引发；而外源性凝血途径是由于组织系统受到损伤时导致组织被激活释放凝血因子。两种凝血途径常常相伴发生[77-78]。据研究，壳聚糖及其衍生物类止血材料的止血机制如下[79-81]：（1）壳聚糖自身携带的氨基、羟基等具有大量的正电荷，可通过静电相互作用吸附红细胞。（2）正电荷对血小板的刺激作用，刺激后的血小板会活化并逐渐聚集于伤口。（3）长链壳聚糖分子结构会主动结合凝血因子，加固红细胞和血小板引起的血液凝块。而作为新型止血材料，氧化石墨烯的止血机理大致为文献报道的“止血因子浓缩作用”，其实质为物理吸附作用。图1.5凝血过程的瀑布机制[81]Figure1.5Thewaterfallmechanismofthecoagulationprocess[81]YingZ[82]等人使用稀溶液冷冻相分离和干燥工艺制备了各种比例（氧化石墨烯/烷基化壳聚糖，0％，5％，10％和20％）的AC/GO复合海绵（ACGS）。改
【参考文献】：
期刊论文
[1]丝素蛋白/壳聚糖复合支架有良好的细胞相容性与渗透性[J]. 章晓云,陈跃平,宋世雷,张驰,卓映宏,杨楠,占华松,许灿宏. 中国组织工程研究. 2020(16)
[2]N-TiO2/季铵化壳聚糖杂化膜光降解甲基橙废水[J]. 刘伟,杨旭,王吉林,王璐璐. 水处理技术. 2020(03)
[3]生物玻璃/壳聚糖三维多孔支架的抗感染性能和生物相容性研究[J]. 李扬,刘怡卓,沈超,朱俊峰,彭建平,肖飞,崔一民,郭亚平,陈晓东. 生物骨科材料与临床研究. 2020(02)
[4]氧化纤维素/壳聚糖复合海绵的制备及性能研究[J]. 刘文迎,郭亮亮,刘泽员,张静. 化工新型材料. 2019(11)
[5]Electrically Conductive and Flame Retardant Graphene/Brominated Polystyrene/Maleic Anhydride Grafted High Density Polyethylene Nanocomposites with Satisfactory Mechanical Properties[J]. Yu Chen,Jian Yao,Ming-Ke Xu,Zhi-Guo Jiang,Hao-Bin Zhang. Chinese Journal of Polymer Science. 2019(05)
[6]氧化石墨烯（GO）对罗丹明B染料的吸附行为研究[J]. 莫俏,李妮鸿,沈飞,李泽安,李益华. 广东化工. 2019(02)
[7]壳聚糖/ACF的制备及抗菌性能研究[J]. 熊亮,韦加娜,陈锦涛. 科技风. 2018(22)
[8]羧甲基壳聚糖水凝胶的阳离子质量分数对止血效果的影响及其止血机理[J]. 何静,吴方. 中国科技论文. 2018(12)
[9]新型酰基化壳聚糖季铵盐复合修饰衍生物的制备及抑菌活性[J]. 韩柏林,李荣春,华玉山,任艳芳,李文浩. 德州学院学报. 2018(02)
[10]壳聚糖及其衍生物纳米粒的制备以及在疫苗中的应用研究[J]. 郭蓓蕾,徐静. 国际生物制品学杂志. 2018 (01)
博士论文
[1]石墨烯导电复合结构的制备及性能调控[D]. 方明赫.中国科学技术大学 2019
硕士论文
[1]壳聚糖/铜小球的制备及其在水处理中的应用[D]. 常钰.南京信息工程大学 2019
[2]N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合材料的制备及性能研究[D]. 郭亮亮.郑州大学 2019
[3]基于季铵盐化壳聚糖抑菌材料的制备及其生物性能的研究[D]. 孔维悦.海南大学 2019
[4]磺化壳聚糖对细菌及其生物被膜抑制作用的研究[D]. 刘玉红.浙江工商大学 2019
[5]纯镁微弧氧化—壳聚糖/海藻酸钠载铜膜层细胞相容性及抑菌性研究[D]. 王丽萍.佳木斯大学 2017
[6]磺化壳聚糖的制备及其抑菌性能研究[D]. 孙志敏.浙江工商大学 2017
[7]壳聚糖的改性及其止血功能研究[D]. 李静.长春理工大学 2015
[8]壳聚糖的改性及其抗凝血活性研究[D]. 张虹.安徽工程大学 2014
[9]壳聚糖止血活性及其作用机理的初步研究[D]. 高娟.江南大学 2009
本文编号：3477429
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