壳聚糖/肝素自组装膜的制备与性能研究

论文摘要

壳聚糖作为一种生物高分子,可由虾、蟹壳中提取的甲壳素脱乙酰得到,具有无毒、来源广泛、生物相容性、生物降解性等优良性能,也是自然界中唯一的阳离子天然多糖。肝素是一种存在于人体内的糖胺聚糖,也是临床上常用的抗凝剂,为高度荷电的聚阴离子电解质。对材料表面进行修饰在生物医药方面有很多的应用,例如用LbL技术在固体表面组装一层聚电解质多层膜,可能会在医疗植入体的抗感染、免除炎症等方面有潜在应用。本文利用LbL静电自组装技术,在玻璃片表面组装壳聚糖／肝素多层膜,并用AFM研究其表面形貌,由QCM结合SAXS和接触角分析膜的生长过程。最后,通过抗凝血实验表征膜表面的抗凝血性能,探究壳聚糖／肝素自组装膜在医疗植入体方面的应用。主要内容如下：（1）从大闸蟹背壳中提取甲壳素,并用微波-碱液法制取壳聚糖,然后用电位滴定法测定其脱乙酰度,乌式粘度计测定其分子量,同时与两种市售产品进行对比；结果表明：电位滴定测得自制壳聚糖样品的脱乙酰度为77.49%,而聚源和国药两公司所售壳聚糖的脱乙酰度分别为84.93%、81.69%；乌式粘度计测得自制壳聚糖样品的粘均分子量为8.1×106,而聚源和国药两公司所售壳聚糖的粘均分子量分别为2.2×105、5.7×105。红外结果证明壳聚糖的分子结构；AFM结果说明国药公司壳聚糖样品的成膜性最好,后续试验中选用该样品制备聚电解质多层膜。（2）用化学修饰的方法分别对玻璃基片三步处理,得到戊二醛偶联剂修饰的基片并用接触角测量仪、AFM、红外等表征；在戊二醛修饰的基片上交替组装浓度为1mg/ml, pH=3.5的壳聚糖溶液,浓度为1mg/ml, pH=6.9的肝素溶液,得到壳聚糖／肝素自组装多层膜。用AFM观察膜的表面形貌、接触角测量仪观察膜的表面润湿性、小角X射线衍射、QCM等监测膜的生长情况。（3）用表面引发-原子转移自由基聚合的方法,经过四步反应在玻璃基片表面接枝N-羟甲基丙烯酰胺聚合物分子刷,并进行表征。在分子刷修饰的基片表面组装1mg/ml, pH=3.5的壳聚糖与1mg/ml, pH=6.9的肝素,得到多层膜。并用AFM、接触角测量仪等进行表征。（4）上述组装有壳聚糖/肝素自组装膜的基片进行初步的凝血实验,探究其抗凝血性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 壳聚糖和肝素
• 1.1.1 壳聚糖（Chitosan）
• 1.1.2 肝素（Heparin）
• 1.2 自组装
• 1.2.1 自组装膜的制备方法
• 1.2.2 表面改性
• 1.2.3 自组装的表征
• 1.3 研究思路
• 第二章 蟹背壳中提取壳聚糖及与市售产品对比
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料及仪器
• 2.1.2 壳聚糖的提取
• 2.1.3 脱乙酰度的测定
• 2.1.4 壳聚糖分子量的测定
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 壳聚糖的提取
• 2.2.2 壳聚糖脱乙酰度的测定
• 2.2.3 壳聚糖分子量的测定
• 2.2.4 壳聚糖的红外图谱
• 2.2.5 壳聚糖单层膜的原子力显微镜表征
• 2.3 小结
• 第三章 戊二醛修饰基片吸附壳聚糖/肝素自组装膜
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料及仪器
• 3.1.2 戊二醛自组装膜的制备
• 3.1.3 壳聚糖/肝素自组装膜的制备
• 3.1.4 QCM探讨壳聚糖/肝素的自组装过程
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 戊二醛自组装膜的表面性质
• 3.2.2 单层膜的表征
• 3.2.3 多层膜的表征
• 3.3 小结
• 第四章 分子刷修饰基片吸附自组装膜的制备与表征
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料与仪器
• 4.1.2 N—羟甲基丙烯酰胺分子刷修饰基片的制备
• 4.1.3 自组装膜的制备
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1基片的表征
• 4.2.2 功能化基片表面单层膜的表征
• 4.2.3 多层膜的表征
• 4.3 小结
• 第五章 抗凝血实验
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验原料与仪器
• 5.1.2 抗凝血实验
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 戊二醛修饰基片吸附壳聚糖/肝素多层膜的抗凝血活性
• 5.2.2 分子刷修饰基片吸附壳聚糖/肝素多层膜的抗凝血活性
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果
• 致谢