O-酰化壳聚糖/聚乳酸共混膜的氢键、相容性及细胞亲和性研究

论文摘要

壳聚糖和聚乳酸（PLLA）是两类性能优良的生物材料,在生物医药领域均显示其优越性。利用组分间氢键相互作用,制备出结合两者优良性能的“共混型”组织工程支架材料具有重要的意义。本文采用甲烷磺酸保护,壳聚糖与酰氯反应合成了不同分子量和不同酰基侧链长度的O-酰化壳聚糖衍生物（OCS）,用红外光谱及核磁共振谱证明产物为目标产物。以氯仿为共溶剂,通过流延成膜法制备OCS/ PLLA共混膜,重点研究酰基侧链长度及壳聚糖分子量对共混膜组分间氢键、相容性及细胞亲和性的影响,为其在组织工程支架材料的应用提供理论基础。合成了三种不同酰基侧链长度的O-酰化壳聚糖（O-辛酰基壳聚糖、O-十二酰基壳聚糖和O-棕榈酰基壳聚糖）（分子量均为3.0×103Da）和三种不同壳聚糖分子量的O-十二酰基壳聚糖（分子量分别为3.0×103Da、1.0×104Da和5.0×105Da）。O-酰基化改性破坏了壳聚糖的氢键结构,提高了壳聚糖的脂溶性,OCS产物能溶解在氯仿中,为采用氯仿为共溶剂,通过溶液共混法制备OCS/PLLA共混膜提供方便。采用FTIR、TG/DSC、WAXD和SEM等方法,研究了共混膜中的氢键作用情况。结果表明,OCS/PLLA共混膜组分间存在较强的氢键相互作用;氢键作用主要发生在O-酰化壳聚糖的氨基和聚乳酸的羰基之间;组分间的氢键作用受到壳聚糖分子量和酰基侧链长度的影响,壳聚糖分子量越小,与聚乳酸分子间的氢键相互作用越强;酰基侧链越短,O-酰化壳聚糖与聚乳酸之间的氢键作用越强,共混膜中两组分的相容性越好。SEM观察结果表明,酰基侧链较短的3k-OOCS/PLLA和3k-LOCS/PLLA共混膜具有较好的相容性,而侧链较长的3k-POCS/PLLA共混膜存在一定的相分离结构。生物学研究结果表明: O-酰化壳聚糖/聚乳酸共混膜生物相容性良好,具有无毒、对动物组织无排斥性及生物可降解等特点;O-酰化壳聚糖有利于提高聚乳酸的细胞亲和性。有望成为新型组织工程支架材料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 聚合物共混物中的氢键研究
• 1.2 聚乳酸、壳聚糖及其共混材料在生物医用方面的应用
• 1.2.1 聚乳酸的性质及其应用
• 1.2.2 壳聚糖的性质及其应用
• 1.2.3 壳聚糖与聚乳酸的共混改性
• 1.3 研究课题的提出
• 参考文献
• 第二章 O -酰化壳聚糖的制备、表征及其性质
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验材料主要试剂及仪器
• 2.2.2 O-酰化壳聚糖的制备
• 2.2.3 O-酰化壳聚糖的红外光谱分析
• 2.2.4 O-酰化壳聚糖的核磁共振分析
• 2.2.5 O-酰化壳聚糖的元素分析
• 2.2.6 O-酰化壳聚糖的WAXD 分析
• 2.2.7 O-酰化壳聚糖的热重分析
• 2.2.8 O-酰化壳聚糖的溶解性试验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 O-酰化壳聚糖的红外光谱分析
• 2.3.2 O-酰化壳聚糖的HNMR 分析
• 2.3.2 O-酰化壳聚糖的WAXD 分析
• 2.3.3 O-酰化壳聚糖的热重分析
• 2.3.4 O-酰化壳聚糖的元素分析测定
• 2.3.5 O-酰化壳聚糖的溶解性试验
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 酰基侧链对O-酰化壳聚糖/ PLLA 共混膜的氢键及相容性影响
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验材料及仪器
• 3.2.2 O-酰化壳聚糖/PLLA 共混膜的制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 共混膜的FTIR 分析
• 3.3.2 共混膜的WAXD 分析
• 3.3.3 共混膜的TG 分析
• 3.3.4 共混膜的DSC 分析
• 3.3.5 共混膜的SEM 分析
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 分子量对O-酰化壳聚糖/PLLA 共混膜的氢键及相容性影响
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验材料及仪器
• 4.2.2 O-酰化壳聚糖/PLLA 共混膜的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 共混膜的FTIR 分析
• 4.3.2 共混膜的WAXD 分析
• 4.3.3 共混膜的TG 分析
• 4.3.4 共混膜的DSC 分析
• 4.3.5 共混膜的SEM 分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 O-酰化壳聚糖/聚乳酸共混膜的细胞生物相容性研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验材料与仪器
• 5.2.2 O-酰化壳聚糖/聚乳酸共混膜的预制
• 5.2.3 原代HELA 细胞的制备
• 5.2.4 共混膜浸渍液的制备
• 5.2.5 细胞毒性MTT 检测
• 5.2.6 全身过敏实验
• 5.2.7 皮下埋植实验
• 5.2.8 溶血试验
• 5.2.9 细胞相对粘附率测定
• 5.2.11 数据统计
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 细胞毒性MTT 检测
• 5.3.2 全身过敏实验
• 5.3.3 皮下埋植实验
• 5.3.4 溶血试验
• 5.3.5 细胞相对粘附率测定
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论
• 附录一 生物学实验中所涉及试剂的配制
• 附录二 研究生在读期间发表的论文及参加课题
• 致谢