改性壳聚糖的制备及抑菌效果评价

论文摘要

壳聚糖（chitosan）是甲壳素脱乙酰基的降解产物,由α-氨基-D-葡胺糖通过β-1,4-糖苷键连结成的直链状多糖,不溶于水和碱溶液,可溶于大多数的有机酸中,具有许多独特的性质如无毒性、降解性、细胞亲和性和生物相容性等,是天然多糖中唯一的碱性多糖。由于大分子链上分布着许多氨基和羟基,能够形成分子内和分子间氢键,因而壳聚糖的结晶性较高、溶解性差,极大地限制了其应用。本研究通过对壳聚糖与环糊精进行复合或者制备壳聚糖纳米自聚体,以伊维菌素作为模型药物,目的是研制疏水性药物的载体。本文采用戊二醛交联法制备环糊精-壳聚糖复合物,利用官能团偶联的方法将甲基聚乙二醇单甲醚接枝壳聚糖制备水溶性的壳聚糖衍生物。通过结构表征、载药性能分析评价了这些改性材料的性能。利用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行抑菌实验,结果表明分子量为十万左右,浓度为20mg/L的壳聚糖对两种菌抑菌效果较明显,改性后的壳聚糖对金黄色葡萄球菌,大肠杆菌抑菌效果均降低。分别以p-环糊精（CD）及其与壳聚糖（CS）的复合物为载体对伊维菌素（IVM）进行包合。采用饱和溶液法制备IVM-β-CD包合物,用戊二醛交联法制备环糊精-壳聚糖复合物,采用包埋法包载伊维菌素并测定其包封率及载药量,并用差示扫描量热法（DSC）, X-射线衍射（X-Ray）,傅里叶红外光谱（FTIR）,扫描电镜（SEM）对其性质进行了表征。结果表明β-CD-IVM主、客分子比为6：1,平均载药量为30.08%±0.11%,平均包封率为29.54%±1.21%。β-CD-CS-IVM平均载药量为10.2%±5.75%,平均包封率为15.13±3.43%。FTIR、X-射线衍射和DSC分析证实形成了β-CD-IVM及β-CD-CS-IVM包合物,表明β-CD-CS-IVM的载药量及包封率低于β-CD-IVM包合物。用电镜扫描观察了β-环糊精-壳聚糖微粒的表面结构,表明β-环糊精-壳聚糖微粒呈多孔性表面。β-环糊精-壳聚糖的载药量和包封率受β-环糊精/壳聚糖重量投料比,交联剂用量和温度影响。结果表明采用戊二醛做交联剂时,温度为60℃,重量投料比（β-CD/chitosan）为9：1,P-CD-CS的载药量最大。本研究的另一部分工作是通过官能团偶联反应,合成甲基聚乙二醇单甲醚接枝壳聚糖（mPEG-g-CS）,并使用DSC, X-Ray, FTIR, SEM对其进行了结构表征和性质研究,根据其性质制备了纳米自聚体,与β-环糊精-壳聚糖微粒相比在载药量和包封率均有所提高,分别是19.65%±2.05%,14.51%±1.36%,体外释放结果表明mPEG-g-CS纳米自聚体比β-CD-CS-IVM具有较好的缓释效果,在8个小时内累计释放98.26%。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 壳聚糖简介
• 1.1.1 壳聚糖的化学改性
• 1.1.2 壳聚糖的物理改性
• 1.1.3 壳聚糖抑菌机理研究进展
• 1.2 β-环糊精的简介
• 1.3 甲基聚乙二醇单甲醚简介
• 1.4 伊维菌素简介
• 1.5 壳聚糖及衍生物的抑菌作用的研究及应用
• 1.6 本论文研究的目的
• 第2章 β-环糊精-壳聚糖复合物的制备及性能评价
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 仪器
• 2.2 方法
• 2.2.1 载伊维菌素β-环糊精包合物制备
• 2.2.2 伊维菌素的含量测定
• 2.2.3 β-环糊精-壳聚糖复合物的制备
• 2.2.4 理化性能测定及结构表征
• 2.2.5 β-环糊精复合壳聚糖的抑菌效果
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 β-环糊精包合物的制备方法比较
• 2.3.2 β-环糊精-壳聚糖复合物的制备方法
• 2.3.3 改性壳聚糖的抑菌效果比较
• 2.3.4 β-环糊精包合物扫描电镜
• 2.3.5 红外光谱分析（FTIR）
• 2.3.6 差示扫描量热-热重分析（DSC-TG）
• 2.3.7 X-射线衍射分析
• 2.3.8 β-环糊精包合物与其改性材料的载药量及体外释放的比较
• 第3章 甲基聚乙二醇单甲醚接枝壳聚糖的研制及性能评价
• 3.1 材料与仪器
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 仪器
• 3.2 方法
• 3.2.1 mPEG-CHO的制备
• 3.2.2 mPEG-g-CS的制备
• 3.2.3 mPEG-g-CS纳米自聚体的制备
• 3.2.4 理化性能测定及结构表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 红外光谱分析（FTIR）
• 3.3.2 差示热扫描分析
• 3.3.3 X-射线衍射分析
• 3.3.4 甲基聚乙二醇单甲醚接枝壳聚糖的接枝率
• 3.3.5 甲基聚乙二醇单甲醚接枝壳聚糖的自聚体的粒径分析
• 3.3.6 mPEG改性壳聚糖的抑菌效果
• 3.3.7 β-环糊精-壳聚糖复合物与mPEG-g-CS纳米自聚体的比较
• 第4章 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢