【摘要】：眾所周知,纖維素在自然資源中分布廣泛,含量豐富,在各種植物中的含量幾乎可以占到50%。它是由1,4糖苷鍵將一系列D-吡喃葡萄糖環(huán)連接而成的一種線性天然多糖。纖維素因其良好的可再生性、生物相容性、可降解性和廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn),在很多領(lǐng)域的應(yīng)用受到了科學(xué)家的廣泛關(guān)注,尤其是在組織工程領(lǐng)域,近年來(lái)基于纖維素的水凝膠得到了越來(lái)越多的重視。水凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)可以很好地模擬人體組織結(jié)構(gòu),因而在過(guò)去幾年,被廣泛應(yīng)用到藥物的釋放(抗菌、抗癌藥物)、生物體組織的重建與修復(fù)等領(lǐng)域。近幾年隨著現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展,人們對(duì)水凝膠的性能提出了更高的要求。當(dāng)其被用于組織修復(fù)時(shí),希望它不僅能夠?yàn)槿睋p部位提供一定的力學(xué)支撐作用,還希望水凝膠具有豐富的參與人體自然生長(zhǎng)代謝的其他功能,更好的模擬生物體的生命特征。經(jīng)由研究發(fā)現(xiàn)自愈合水凝膠的特性和生物體自主修復(fù)的能力比較相似,它可以根據(jù)外界環(huán)境的(pH、溫度等)的刺激,做出一些響應(yīng),而且還有著自我診斷、自我調(diào)節(jié)和自我修復(fù)的功能,因而成為智能材料研究的熱點(diǎn)。自愈合材料中基于動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵的水凝膠能夠根據(jù)組織環(huán)境的變化進(jìn)行可逆化調(diào)節(jié),因而具有良好的自我修復(fù)能力。本文通過(guò)一種簡(jiǎn)單的合成方法,制備了動(dòng)態(tài)硼酸酯鍵交聯(lián)的纖維素基水凝膠。簡(jiǎn)單地講:首先合成了 D-氨基葡萄糖修飾的羧甲基纖維素和3-氨基苯硼酸修飾的聚谷氨酸。在由修飾后的羧甲基纖維素和聚谷氨酸制備水凝膠時(shí),我們加入了帶有兩對(duì)鄰羥基的抗生素新霉素硫酸鹽,利用D-氨基葡萄糖、抗生素的雙羥基與苯硼酸生成動(dòng)態(tài)可逆硼酸酯的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了水凝膠的自愈合功能和藥物負(fù)載。我們考察了水凝膠的力學(xué)性能、自愈合性能、生物安全性和抗菌性能等,證實(shí)該水凝膠具有良好吸水膨脹性能、自愈合性能、生物相容性和抗菌性能,其抗生素的包封率約為90%,在組織修復(fù)方面具有良好的應(yīng)用前景。
【圖文】：

根據(jù)其物理性能可分為具有磁響應(yīng)凝膠、導(dǎo)電性凝膠、溫度敏感或光敏凝膠，根逡逑據(jù)水凝膠的來(lái)源和組成將水凝膠分類為天然或其衍生水凝膠，化學(xué)合成的水凝膠逡逑或天然和化學(xué)合成的混合水凝膠（圖１－１）邋［４］在組織工程支架凝膠材料上，天然逡逑高分子水凝膠支架材料，主要包括三類，分別是脫細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)支架材料，蛋白基逡逑水凝膠和多糖基水凝膠，蛋白水凝膠常用的蛋白為：膠原、明膠、彈性蛋白、纖逡逑維蛋白、纖連蛋白、絲素蛋白、基質(zhì)膠等，多糖類水凝膠包括：以殼聚糖、海藻逡逑酸鈉、瓊脂糖、葡聚糖、透明質(zhì)酸等為原料通過(guò)各種交聯(lián)方式形成的水凝膠，混逡逑合水凝膠主要就是聚合物混合水凝膠和納米復(fù)合材料水凝膠，主要包括：非金屬逡逑納米粒、金屬／金屬氧化物納米粒子、聚合物納米粒、碳納米結(jié)構(gòu)等，合成水凝逡逑膠主要分為傳統(tǒng)的合成水凝膠與超分子水凝膠兩大類，傳統(tǒng)水凝膠主要包括：以逡逑聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸２－羥基乙酯、聚Ｎ－異丙基丙逡逑烯酰胺為原料交聯(lián)的水凝膠

水凝膠主要的形成方式包括兩種：物理交聯(lián)與化學(xué)交聯(lián)，物理交聯(lián)主要是通逡逑過(guò)水凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的鍵合方式劃分的，物理交聯(lián)的特點(diǎn)是沒(méi)有新的化學(xué)鍵生成，逡逑主要的形成方式包括：離子鍵、范德華力、氫鍵等。如圖１－２所示物理交聯(lián)的水逡逑凝膠［５］，聚合物鏈的熱誘導(dǎo)纏結(jié)、分子自組裝、離子凝膠化、靜電相互作用等，逡逑物理交聯(lián)形成的水凝膠分子間作用力的改變主要是聚合物自身的重排或者環(huán)境逡逑的刺激如（溫度、ｐＨ、離子強(qiáng)度、光照、壓強(qiáng)等條件的改變），這種高分子鏈纏逡逑結(jié)、結(jié)晶點(diǎn)、弱的相互作用容易在水凝膠內(nèi)部形成團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生不均勻的交聯(lián)逡逑現(xiàn)象，并且水凝膠的力學(xué)性能一般比較弱；而化學(xué)交聯(lián)是指有新的化學(xué)鍵的產(chǎn)生，逡逑比如酯鍵、席夫堿、硼酸酯鍵等，，在化學(xué)交聯(lián)水凝膠中具有可逆性的動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵逡逑的水凝膠，具有自愈合性能，因此在模擬生物體自修復(fù)性能的材料方面具有廣泛逡逑的應(yīng)用。逡逑Ａ邋Ｔｈｅｒｍｏ邋ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ邐Ｂ邋Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ逡逑Ｈ４＇

本文編號(hào)：2642212