本文以氧化淀粉、氨基酸等來源豐富的天然高分子為原料,通過官能團間的席夫堿反應和酯化反應實現(xiàn)化學交聯(lián),微波輔助一步合成制備出具有優(yōu)良可生物降解性和生物相容性的氧化淀粉基水凝膠,然后通過進一步的力學性能改性和形態(tài)結構改性,擴寬其應用范圍。合成過程具有反應溫和、原料綠色環(huán)保、工藝簡單及產品性能優(yōu)良等顯著特點。本產品預期可用于生物醫(yī)藥及環(huán)境處理領域。首先使用微波輔助合成技術成功地制備了氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交聯(lián)水凝膠,通過酯化和席夫堿反應構建了三維網(wǎng)絡,并通過FT-IR、UV、SEM分析對化學交聯(lián)結構進行了確證。研究了制備參數(shù)對水凝膠性能的影響規(guī)律,得到最佳制備參數(shù)為反應溫度70℃,微波功率525 W,反應時間40 min,氧化淀粉:氨基酸:乙醇酸的配料比=1:0.3:1.75,制備的水凝膠具有8.2的溶脹平衡比和8.90x10⁴ Pa的楊氏模量,展現(xiàn)出優(yōu)異的抑菌性和較低的細胞毒性。其次選取來源豐富的天然多糖黃原膠作結構增強劑,對上述產品進行改性,制備出黃原膠/氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交聯(lián)水凝膠。FT-IR和SEM分析表明,黃原膠的加入,對水凝膠的基本網(wǎng)絡結構無明顯影響... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學吉林省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

直鏈淀粉和支鏈淀粉的分子結構式

第1章緒論6圖1.2席夫堿反應機理示意圖1864年，HugoSchiff首次對席夫堿反應進行了描述，即兩個等物質量的醛基和氨基間進行的縮合反應，形成席夫堿（Schiffbase）[27]。其反應機理如圖1.2所示：親核試劑一級胺類化合物結構上帶有孤對電子的氮原子與含羰基的醛、酮類化合物中帶正電荷的碳原子之間進行親核加成反應，得到反應中間產物α-羥基胺類化合物，中間產物進一步脫水便形成了席夫堿（Schiffbase）。席夫堿反應的反應條件溫和，反應過程不吸熱不放熱，而且席夫堿化合物擁有一定的藥理學和生理學活性，具有良好的抗菌和抗真菌作用，近年來這一反應在醫(yī)學、腐蝕、分析化學及光致色變等領域的應用不斷拓展。BihuaXia等[28]將雙醛木薯淀粉（DAS）與殼聚糖利用席夫堿反應交聯(lián)得到雙醛木薯淀粉（DAS）-殼聚糖水凝膠，然后將其浸入硝酸銀溶液中一段時間后，通過原位還原法得到含有均勻銀納米顆粒的雜化水凝膠，通過調控原料濃度、反應時間等還原條件，可以得到不同尺寸和形貌的銀納米粒子，這種DAS-殼聚糖/Ag納米顆粒雜化水凝膠可作為一種功能性水凝膠應用于多個領域。（2）邁克爾加成反應邁克爾加成反應是A.Michael在1887年首先發(fā)現(xiàn)的，是指由作為電子受體的親電共軛體系與作為電子給體的親核碳負離子間發(fā)生的共軛加成反應，即不飽和羰基化合物（醛、酮等）與親核試劑（氰離子、鹵素離子、硫醇或胺類化合物等）間的反應[29]，它屬于區(qū)域選擇性反應，其反應機理如圖1.3所示。親核試劑優(yōu)先進攻β位碳原子，得到一個烯醇鹽中間體，再通過進一步的質子化，最終得到一個新的飽和羰基化合物。在生物材料領域中，對于該反應中親核試劑的選取有一定的局限性。首先具有較強細胞毒性的氰離子和鹵化物無法列入考慮范圍內，而胺類化合物（包

第1章緒論7解的聚乙二醇水凝膠，以牛血清蛋白為模型蛋白，深入探究了這種水凝膠應用于蛋白質藥物傳遞的所需條件，發(fā)現(xiàn)聚乙二醇的存在可以有效控制蛋白質的釋放。圖1.3邁克爾（Michael）加成反應機理示意圖（3）光/熱引發(fā)交聯(lián)光（或熱）引發(fā)交聯(lián)聚合反應制備水凝膠主要是指在常態(tài)條件下，通過光引發(fā)劑（或熱引發(fā)劑）作用在可見光或紫外光（或熱條件）的激發(fā)下產生自由基，從而引發(fā)可光固化（或可熱固化）的大分子上的官能團發(fā)生鏈式聚合反應，迅速得到水凝膠的三維交聯(lián)網(wǎng)絡結構。熱引發(fā)交聯(lián)聚合反應通常利用碳碳雙鍵（C=C）的氧化還原去實現(xiàn)，但是反應過程中產生的大量副產物有一定的細胞毒性，限制了這種方法的應用范圍。光引發(fā)交聯(lián)聚合反應根據(jù)聚合機理的不同，可以分為奪氫型自由基光聚合、光致裂解型自由基光聚合和陽離子光聚合三種[31]。其中陽離子光聚合反應所需的光引發(fā)劑會在反應過程中產生有毒副產物強質子酸，易損害生物細胞和組織，因此無法滿足生物醫(yī)學領域對水凝膠材料的需求。光引發(fā)交聯(lián)聚合反應已經在可注射水凝膠領域中得到了眾多學者的深入探究，其應用原理主要是在目標部位注入光引發(fā)劑和可光固化的凝膠前驅液的共混液，然后在皮下目標位點處用高強度的可見光或紫外光照射一定時間，或利用腹腔鏡照明裝置對較深處組織缺損部位進行治療。Ruei-ZengLiu等[32]在明膠的含胺側基中加入甲基丙烯酸基團合成甲基丙烯酸明膠（Gelma），實驗將包埋人內皮集落形成細胞（ECFCs）和間充質干細胞（MSCs）的Gelma水凝膠注射入有免疫缺陷的小鼠體內，然后通過透皮暴露于紫外光下進行快速交聯(lián)。結果表明，7天內該生物工程血管網(wǎng)絡迅速發(fā)育至

【參考文獻】：
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本文編號：3303687