本文關(guān)鍵詞：細(xì)菌纖維素基復(fù)合水凝膠的制備及其評(píng)價(jià)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：細(xì)菌纖維素(Bacterial Cellulose, BC)是一種由微生物合成的天然高分子水凝膠材料。因具有高純度和高結(jié)晶度、較強(qiáng)的持水性和透氣性、合適的抗張強(qiáng)度和彈性模量、較高的生物安全性等許多優(yōu)良的特性而被廣泛應(yīng)用于食品、造紙、化妝品、聲音震動(dòng)膜、石油開采、環(huán)保、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。作為一種新型的生物納米材料,BC因其綠色、無枯竭等優(yōu)勢(shì)已成為國內(nèi)外爭相追捧的研究熱點(diǎn)。 在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,BC已在人工血管、醫(yī)用敷料、神經(jīng)導(dǎo)管、硬腦殼膜、半月板,軟骨組織支架等方面獲得了廣泛的研究,井且BC醫(yī)用敷料已有產(chǎn)品獲得生產(chǎn)上市。雖然BC的優(yōu)良性能為其在以上領(lǐng)域的開發(fā)研究奠定了較為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),但仍存在一些局限性：轉(zhuǎn)譬如,高含水BC的濕態(tài)強(qiáng)度較差,這就限制了其在某些機(jī)械強(qiáng)度要求較高材料上的進(jìn)步應(yīng)用；BC纖維中的水分在受力時(shí)很容易被擠出,造成持水能力的下降；另外,BC本身井不具有抗菌性,用作創(chuàng)傷敷料時(shí),難以應(yīng)對(duì)傷口的感染。因此,目前很多研究集中于對(duì)BC進(jìn)行改性,進(jìn)一步提高其理化性能以開辟更為廣闊的應(yīng)用發(fā)展空間。通過離子鍵及共價(jià)健獲得的兩種高分子經(jīng)互傳、半互傳或混合獲得的雙網(wǎng)絡(luò)(Double Networks、DN)水凝月交是獲得高機(jī)械性能水凝膠的有效途徑。此外納米網(wǎng)狀水凝膠,被認(rèn)為能夠有效幫助金屬納米顆粒穩(wěn)定及分散并且能有效控制納米顆粒尺寸。 本課題基于改善BC的性能以深化其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)川為目的,利用BC為基體,在自由基聚合作用下將典其與具有良好生物相容性的聚丙烯酸胺(Polyacrylamide, PAM)復(fù)合,形成其有互穿雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。SEM及FTIR表征結(jié)果均證明了復(fù)合材料的成功合成,并且其熱穩(wěn)定性較純BC明明顯獲得提升；交聯(lián)劑N.N-甲義亞甲基雙內(nèi)烯酰胺(N,N-methylene methylene double acrylamide, MBA)濃度的增加被證明明能顯著提高材料的保水性能；與此同時(shí),單體或者交聯(lián)劑濃度的遞增都會(huì)較大程度的提升材料的楊氏模量；這說明,PAM與BC的復(fù)合獲得了機(jī)械性能更優(yōu)的復(fù)合材料,成功地增強(qiáng)了其抗擊形變的能力。另外,對(duì)材料的生物相容性進(jìn)行了初步評(píng)價(jià),豬髖動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(PIEC)和小鼠成纖維細(xì)胞(L929)為種子細(xì)胞,MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)BC及BC/PAM復(fù)合材料均能一定程度上支持PIEC細(xì)胞的生長、增殖,但BC較BC/PAM效果更好；并且材料上PIEC細(xì)胞地增殖情況要明顯優(yōu)于L929細(xì)胞；SEM細(xì)胞形態(tài)結(jié)果表明,材料上的兩種細(xì)胞均能獲得一定程度的鋪展。 BC/PAM復(fù)合材料在機(jī)械性能上已有了較大提升,但在溶脹性方面的表現(xiàn)仍顯不足。故進(jìn)一步選取了已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)用敷料并具有優(yōu)良溶脹、保水性能的海藻酸鈣(Calcium Alginate, CA)為第二網(wǎng)絡(luò)與BC進(jìn)行雙網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料的制備。SEM掃描電鏡圖片發(fā)現(xiàn),經(jīng)交聯(lián)劑CaCl2交聯(lián)后的BC/CA纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密；溶脹、保水性均隨海藻酸鹽濃度的增加獲得顯著提升,保水性尤其明顯。與BC/PAM的表現(xiàn)類似,BC/CA的楊氏模量同樣隨單體濃度的加大而提高,即復(fù)合材料的機(jī)械性能獲得顯著提升。對(duì)材料的生物相容性進(jìn)行了初步研究,MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,BC及BC/CA復(fù)合材料均能很好地支持PIEC細(xì)胞的增殖生長；而L929細(xì)胞在兩種材料上的生長活力均不及玻片。SEM細(xì)胞形態(tài)的結(jié)果表明,細(xì)胞在材料上均能得到一定程度的鋪展,尤其是PIEC細(xì)胞。 納米銀粒子作為一種廣譜抗菌劑被廣泛研究應(yīng)用,以納米網(wǎng)絡(luò)DN水凝膠為模板原位合成小尺寸納米銀顆粒是一種極具前景的合成策略,同時(shí)也拓寬復(fù)合材料的功能性。本課題利用制備的性能優(yōu)化的BC基復(fù)合材料為基體,在其上進(jìn)行原位納米銀粒子的合成,賦予其抗菌性能,以期深化其在創(chuàng)傷敷料領(lǐng)域的應(yīng)用。通過研究發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料中合成的銀納米粒子含量在1.46%-2.28%(w/w)之間。納米銀粒子的平均粒徑以BC/PAM-AgNPs最高,為68mm,其它材料均在25mm左右,并且所有材料的銀粒徑分布范圍均較窄。抗菌性的研究分析表明。所有材料對(duì)金黃色葡萄球菌均具有極好的抗菌性。但是對(duì)載納米銀材料的生物相容性分析顯示,在一定程度上會(huì)抑制PIEC及1929細(xì)胞的生長,并呈銀濃度濃依賴性。
【關(guān)鍵詞】：細(xì)菌纖維索 雙網(wǎng)絡(luò)復(fù)合水凝膠 聚丙烯酰胺 海藻酸鈣 納米銀粒子 生物醫(yī)用材料
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：O648.17;R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 前言12
• 1.2 細(xì)菌纖維素概況12-18
• 1.2.1 細(xì)菌纖維素的結(jié)構(gòu)13-15
• 1.2.2 細(xì)菌纖維素的合成15
• 1.2.3 細(xì)菌纖維素的分泌、組裝和結(jié)晶15-16
• 1.2.4 細(xì)菌纖維素的理化特性16-18
• 1.3 細(xì)菌纖維素在生物醫(yī)用材料上的應(yīng)用18-22
• 1.4 細(xì)菌纖維素復(fù)合材料的研究進(jìn)展22-23
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容23-24
• 1.6 本課題的創(chuàng)新點(diǎn)24-25
• 第二章 細(xì)菌纖維素/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)復(fù)合水凝膠的制備、表征及生物相容性研究25-43
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料、試劑及儀器26-28
• 2.1.1 菌種來源26
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料及試劑26-27
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法28-32
• 2.2.1 基本培養(yǎng)基組成28
• 2.2.2 種子復(fù)壯28
• 2.2.3 細(xì)菌纖維素膜的制備28
• 2.2.4 細(xì)菌纖維素膜的處理28
• 2.2.5 細(xì)菌纖維素/聚丙烯酞胺復(fù)合水凝膠的制備28-29
• 2.2.6 復(fù)合水凝膠的農(nóng)征及測(cè)試29-30
• 2.2.7 復(fù)合水凝膠材料的生物相容性評(píng)價(jià)30-32
• 2.3 結(jié)果與討論32-41
• 2.3.1 復(fù)合水凝膠的微觀形態(tài)分析32-33
• 2.3.2 復(fù)合水凝膠的紅外吸收?qǐng)D譜分析33-34
• 2.3.3 復(fù)合水凝膠的熱重分析34-35
• 2.3.4 單體、交聯(lián)劑濃度對(duì)BC/PAM復(fù)合水凝膠的溶脹、保水性能影響35-36
• 2.3.5 單體、交聯(lián)劑濃度對(duì)BC/PAM復(fù)合水凝膠的機(jī)械性能影響36-39
• 2.3.6 材料的生物相容性評(píng)價(jià)39-41
• 2.4 本章小結(jié)41-43
• 第三章 細(xì)菌纖維素/海藻酸鈣復(fù)合水凝膠的制備、表征及生物相容性43-56
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料、試劑及儀器43-46
• 3.1.1 菌種來源43-44
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑44
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器44-46
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法46-47
• 3.2.1 細(xì)菌纖維素/海藻酸鈣復(fù)合水凝膠的制備46
• 3.2.2 復(fù)合水凝膠材料的表征及測(cè)試46
• 3.2.3 復(fù)合水凝膠材料的生物相容性評(píng)價(jià)46-47
• 3.3 結(jié)果與討論47-54
• 3.3.1 復(fù)合水凝膠的微觀形態(tài)分析47-48
• 3.3.2 復(fù)合水凝膠的熱重分析48-49
• 3.3.3 海藻酸鈉濃度對(duì)復(fù)合水凝膠的溶脹、保水性能影響49
• 3.3.4 海藻酸鈉濃度對(duì)復(fù)合水凝膠的機(jī)械性能影響49-52
• 3.3.5 材料的生物相容性評(píng)價(jià)52-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第四章 載銀細(xì)菌纖維素基復(fù)合材料的制備及表征56-71
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料、試劑及儀器56-58
• 4.1.1 菌種來源56
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑56-57
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)器材57-58
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法58-61
• 4.2.1 基本培養(yǎng)基組成58
• 4.2.2 細(xì)菌纖維素復(fù)合膜的制備58
• 4.2.3 載銀細(xì)菌纖維素復(fù)合膜的制備58-59
• 4.2.4 載銀細(xì)菌纖維素復(fù)合膜的表征59
• 4.2.5 載銀細(xì)菌纖維素復(fù)合膜抗菌性能的評(píng)價(jià)59-61
• 4.3 結(jié)果和討論61-69
• 4.3.1 載納米銀復(fù)合材料及其銀含量分析61-63
• 4.3.2 納米銀的粒徑分析63-65
• 4.3.3 復(fù)合材料的抗菌性能分析比較65-67
• 4.3.4 材料的生物相容性評(píng)價(jià)67-69
• 4.4 本章小結(jié)69-71
• 第五章 結(jié)論71-74
• 5.1 細(xì)菌纖維素/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)復(fù)合水凝膠的制備、表征及生物相容性研究71-72
• 5.2 細(xì)菌纖維素/海藻酸鈣復(fù)合水凝膠的制備、表征及生物相容性研究72-73
• 5.3 載銀細(xì)菌纖維素基復(fù)合材料的制備及表征73
• 5.4 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果目錄79-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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  本文關(guān)鍵詞：細(xì)菌纖維素基復(fù)合水凝膠的制備及其評(píng)價(jià)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：273601