可注射型磷酸化壳聚糖/海藻酸水凝胶的制备及性能研究

论文摘要

为了解决天然水凝胶可塑性差这一瓶颈问题，本研究首次将壳聚糖（CS）衍生物——N-亚甲基磷酸化壳聚糖（NMPC）引入水凝胶体系。在保证壳聚糖和海藻酸盐良好生物相容性的前提下，制备出优良性能的可注射型水凝胶材料。通过力学性能的正交优化试验，结合其pH值、凝胶时间和溶胀率对比分析，获得各原料组分浓度最佳点，并对此天然水凝胶进行了细胞培养和肌内植入试验。本研究采用均相反应法制备NMPC，通过FTIR，1H-NMR，ICP和分子量分析等对其结构进行了分析表征，结果表明得到了预期的N-亚甲基磷酸化壳聚糖。本研究研制出NMPC／柠檬酸（CA）溶液和海藻酸钠（ALG）／CaCO3共混液双组分可注射凝胶体系，通常情况下前者和后者的体积比为1：2。通过正交试验，分析水凝胶力学性能与各组分浓度之间的关系，结合溶胀性、pH值和凝胶时间的对比分析发现，各组分最佳浓度配比分别为（w／v）：3％NMPC，0.6％CA，2％ALG，0.5％CaCO3。细胞培养和体内植入试验表明，NMPC和NMPC／ALG水凝胶对细胞增殖都有促进作用，动物体内无包膜形成和明显的炎症反应，表明其具有良好的生物相容性，可作为骨缺损填充材料、药物缓释载体等生物医用材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 水凝胶概述
• 1.3 国内外研究进展
• 1.4 研究背景
• 1.5 本课题提出的依据和创新点
• 2 N-亚甲基磷酸化壳聚糖的制备与表征
• 2.1 主要试剂与仪器
• 2.2 N-亚甲基磷酸化壳聚糖的制备
• 2.3 N-亚甲基磷酸化壳聚糖的结构表征
• 2.4 磷元素含量测定
• 2.5 壳聚糖、N-亚甲基磷酸化壳聚糖的分子量测定
• 2.6 小结
• 3 天然水凝胶的制备与表征
• 3.1 主要试剂与仪器
• 3.2 碳酸钙粒度的测定
• 3.3 水凝胶的制备
• 3.4 实验测试方法
• 3.5 结果与讨论
• 3.6 溶胀率测定的实验方法
• 3.7 溶胀率测定结果与讨论
• 3.8 小结
• 4 天然水凝胶的生物相容性研究
• 4.1 主要试剂和仪器
• 4.2 NMPC-ALG 水凝胶的细胞毒性试验方法
• 4.3 NMPC-ALG 水凝胶的细胞毒性试验结果与讨论
• 4.4 N-亚甲基磷酸化壳聚糖和壳聚糖的细胞培养试验方法
• 4.S N-亚甲基磷酸化壳聚糖和壳聚糖的细胞培养结果与讨论
• 4.6 体内植入实验方法
• 4.7 体内植入实验结果与讨论
• 4.8 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢