壳聚糖基衍生物的合成、表征与体外应用评价

论文摘要

本文综述了壳聚糖及其以医用为目的的化学改性衍生物在组织工程和药物缓释方面的大量研究成果,从壳聚糖的抑菌机理与血液相容性质的特点出发,探讨对壳聚糖进行血液相容性修饰的理论依据。通过分析壳聚糖药物控释模式中存在的不足,寻求新型药物控释体系的设计思路。论文第二章制备了三个脱乙酰化度（DD）系列的不同分子量壳聚糖产品,并合成了四种壳聚糖水溶性化学衍生物:O-羧甲基化壳聚糖（O-CMCTS）,N,O-羧甲基壳聚糖（N,O-CMCTS）,马来酰化壳聚糖（M-CTS）及羟丙基壳聚糖（HP-CTS）。红外分析技术验证了壳聚糖衍生物官能团的变化,粘度法和电位分析法分别测定了产品的分子量和官能团含量,衍生物的吸湿保湿性能及增稠性能优于DD=100%的壳聚糖。为了对比壳聚糖材料的大分子复合改性与小分子化学衍生的区别,在共混基础上开发了CTS与PHB的接枝共聚物（CTS-g-PHB）制备体系。共聚物的结构得到了1H NMR和IR的分析确认。论文第三章制备了不同质量组成的CTS/PHB二元、CTS/PHB/PEG三元共混系列膜材料。复合材料经IR、WAXD、DTA、SEM等分析仪器的表征,确认了壳聚糖和PHB间具有良好的共混相容性,且PEG能有效改善CTS和PHB的共混效果。不同比例的膜材料在水溶胀率数据和表面微观形貌特征方面的变化,与膜中壳聚糖的含量没有规律性依赖。论文的第四章,以革兰氏阳性金黄色葡萄球菌（St.aureus）和革兰氏阴性大肠杆菌（E.coli）为典型受试菌,分别以菌落计数法和抑菌圈法,评价了上述壳聚糖及其水溶性化学衍生物和大分子复合膜材料的抑菌能力。结果显示:所制备的系列壳聚糖、壳聚糖水溶性衍生物、壳聚糖大分子复合物等仍具备良好的抑菌能力,衍生改性对壳聚糖的抑菌能力没有产生不利的影响。本论文第五章,对壳聚糖化学衍生物和大分子多元复合膜材料进行了溶血性能、凝血性能及血小板粘附的血液相容性评价,结果证实:羧基官能团的引入提高了壳聚糖的抗凝血性能,除了HP-CTS,其它三种壳聚糖羧基衍生物的溶血率均符合国家标准。CTS/PHB二元共混材料与壳聚糖相比溶血率降低,复钙化凝血时间延长,动态凝血曲线变化趋势平缓,血小板粘附减少,抗凝血性效果好。且PEG的加入使上述作用更加明显。CTS-g-PHB的血液相容性能表现突出,共聚物膜溶血率为3.5%,复钙化时间长达200s,动态凝血变化曲线平缓,膜材料表面无血小板粘附。第六章合成了模板占位吸附型交联壳聚糖树脂,与常规方法制备的壳聚糖树脂对模型药物水杨酸的吸附和缓释行为相比,树脂微粒接近纳米级且分布均匀,吸附容量大（累计吸附量达8.64mmol/g）,控释作用明显,并能有效抑制酸性下的突释作用,且pH响应能力强。第七章制备了CTS/TPP/阿斯匹林（Aspirin）聚电解质复合药物控释微粒（CPA）,CPA的粒径分布在50～300μm之间,包封率可达45.3%。为了克服CPA制剂遇酸不稳定的缺点,通过溶剂挥发法制备了CPA的聚酯微包囊（CPAB）。微包囊CPAB的药物载药率较之CPA有所下降,但体外释药行为评价证实CPAB能有效解决CPA在酸性下的不稳定性,起到长效缓释作用。同时CPA微粒表面的极性团聚行为因外包覆疏水性聚酯后能得到有效的改善,CPAB的粒径分布好于CPA,粒径在100nm的微包囊占80%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 壳聚糖基医用材料的应用研究
• 1.1 医用材料概述
• 1.1.1 医用材料的定义和要求
• 1.1.2 医用材料的分类和应用特点
• 1.1.3 生物医用材料的发展现状和前沿性课题
• 1.2 壳聚糖的性质及其医学应用
• 1.2.1 壳聚糖的理化性质
• 1.2.2 壳聚糖的生物活性及其医学应用
• 1.3 壳聚糖基医用材料的血液相容性修饰
• 1.3.1 液的凝固机理与材料表面的血小板凝聚过程探讨
• 1.3.2 抗凝血理论与材料的血液相容性要素
• 1.3.3 壳聚糖材料的血液相容性设计
• 1.4 聚羟基丁酸酯（PHB）及其医学应用
• 1.4.1 PHB简介
• 1.4.2 PHB的医学应用
• 1.4.3 PHB医用材料的生物相容性改善
• 1.4.4 壳聚糖/PHB复合材料的研究现状
• 1.5 壳聚糖在药物缓释制剂中的应用
• 1.5.1 药物控释体系简介
• 1.5.2 壳聚糖药物控释体系简介
• 1.5.3 壳聚糖药物缓释微粒的制备方法
• 1.5.4 壳聚糖聚电解质复合物药物控释微粒
• 1.5.5 药物缓释微包囊简介
• 1.6 毕业论文的研究目的与设想
• 2 壳聚糖及其化学改性衍生物的制备与表征
• 2.1 引言
• 2.2 高脱乙酰化、低分子量壳聚糖的制备与表征
• 2.2.1 仪器和试剂
• 2.2.2 制备实验
• 2.2.3 产品的结构与性能表征
• 2.2.4 结果与讨论
• 2.3 壳聚糖水溶性衍生物的制备与表征
• 2.3.1 主要试剂与仪器
• 2.3.2 壳聚糖水溶性衍生物的制备实验
• 2.3.3 壳聚糖水溶性衍生物的表征
• 2.3.4 壳聚糖水溶性衍生物的基本理化性能测定
• 2.3.5 结果与讨论
• 2.3.6 结论
• 2.4 CTS-g-PHB的制备与结构表征
• 2.4.1 主要试剂和仪器
• 2.4.2 制备实验
• 2.4.3 CTS-g-PHB的理化性质表征
• 2.4.4 结果与讨论
• 2.4.5 结论
• 3 壳聚糖/聚酯/聚醚共混膜材料的制备与表征
• 3.1 引言
• 3.2 壳聚糖/聚羟基丁酸酯共混膜的制备与性质表征
• 3.2.1 主要试剂与仪器
• 3.2.2 CTS/PHB共混复合膜材料的制备
• 3.2.3 CTS/PHB系列共混膜的性质表征
• 3.2.4 壳聚糖/PHB共混膜的理化性质结果分析
• 3.2.5 结果与讨论
• 3.3 CTS/PHB/PEG共混物的制备与表征
• 3.3.1 试剂与仪器
• 3.3.2 CTS/PHB/PEG共混复合材料的制备
• 3.3.3 CTS/PHB/PEG共混复合材料的物化性质表征方法
• 3.3.4 CTS/PHB/PEG共混物的理化性质结果分析
• 3.4 CTS/PHB/PEG多元共混物的研究结论
• 4 壳聚糖及其衍生物、壳聚糖多元复合物的抑菌能力评价
• 4.1 引言
• 4.2 分子量和氨基含量对壳聚糖抑菌能力的影响评价
• 4.2.1 试剂和仪器
• 4.2.2 实验
• 4.2.3 结果与讨论
• 4.2.4 结论
• 4.3 壳聚糖水溶性化学衍生物的抑菌能力评价
• 4.3.1 试剂和仪器
• 4.3.2 抑菌实验
• 4.3.3 结果与讨论
• 4.4 CTS/PHB/PEG多元复合物膜对细菌的抑制评价
• 4.4.1 试剂和仪器
• 4.4.2 CTS/PHB/PEG多元复合膜材料的抑菌实验
• 4.4.3 壳聚糖复合物膜抑菌结果与讨论
• 4.5 本章小结
• 5 壳聚糖及其衍生物、多元复合物的血液相容性评价
• 5.1 引言
• 5.2 壳聚糖/PHB二元共混膜的血液相容性评价
• 5.2.1 壳聚糖/PHB共混膜的血液相容性体外测试
• 5.2.2 结果与讨论
• 5.2.3 结论
• 5.3 CTS/PHB/PEG三元共混物的血液相容性评价
• 5.3.1 CTS/PHB/PEG共混物的血液相容性评价实验
• 5.3.2 CTS/PHB/PEG共混物的血液相容性评价结果分析
• 5.3.3 CTS/PHB/PEG共混膜血液相容性的讨论
• 5.4 壳聚糖化学衍生物的血液相容性评价
• 5.4.1 壳聚糖化学衍生物的血液相容性测试实验
• 5.4.2 壳聚糖化学衍生物的血液相容性实验结果
• 5.4.3 关于CTS化学衍生物的血液相容性的讨论
• 5.5 本章结论
• 6 模板占位交联壳聚糖树脂对水杨酸的吸附与缓释评价
• 6.1 引言
• 6.2 实验
• 6.2.1 仪器与试剂
• 6.2.2 树脂的制备
• 6.3 壳聚糖树脂的结构和理化性质表征
• 6.3.1 树脂氨基含量的测定
• 6.3.2 壳聚糖树脂的吸水率的测定
• 6.3.3 树脂结构的表征
• 6.3.4 壳聚糖树脂粒度的测定
• 6.4 壳聚糖树脂对水杨酸吸附与缓释行为评价
• 6.4.1 树脂对水杨酸的吸附容量与吸附动力学测定
• 6.4.2 壳聚糖对水杨酸缓释行为的评价
• 6.5 结果与讨论
• 6.5.1 壳聚糖树脂的分子结构与理化性质
• 6.5.2 壳聚糖树脂对水杨酸的吸附行为评价
• 6.5.3 壳聚糖树脂对水杨酸的等温缓释行为
• 6.6 结论
• 7 壳聚糖/PHB复合缓释微包囊的制备与体外释药评价
• 7.1 引言
• 7.2 壳聚糖/三聚磷酸钠/阿斯匹林载药微粒的制备
• 7.2.1 试剂与仪器
• 7.2.2 CTS/TPP/阿斯匹林聚电解质复合药物缓释微粒的制备
• 7.2.3 CTS-TPP微粒的表征
• 7.2.4 结果与讨论
• 7.2.5 结论
• 7.3 CPA/PHB微包囊（CPAB）的制备:
• 7.3.1 试剂和仪器
• 7.3.2 CPAB的制备与表征
• 7.3.3 结果与讨论
• 7.3.4 结论
• 7.4 CPA和CPAB的缓释行为评价
• 7.4.1 CPA和CPAB的释药过程
• 7.4.2 结果与讨论
• 7.4.3 结论
• 7.5 本章结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士期间发表的论文