發(fā)布時間：2020-08-03 16:09

【摘要】：由于低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的需要,基于生物質(zhì)的材料已引起人民廣泛的關(guān)注,多糖(纖維素、甲殼素等)和蛋白類(膠原蛋白、明膠等)等生物質(zhì)資源已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于食品、包裝、生物醫(yī)藥、組織工程等領(lǐng)域。本文基于多糖和膠原這兩類生物質(zhì)資源,制備了多種多糖-膠原基復(fù)合材料,包括再生纖維素-膠原多孔管、再生纖維素-膠原海綿、微纖化甲殼素/明膠復(fù)合膜。并表征了所制備材料的結(jié)構(gòu)和性能,討論了其在體外模擬血管、醫(yī)用敷料、包裝等方面的應(yīng)用的可能性。本文的主要研究內(nèi)容如下:利用LiOH/尿素水溶液作為溶劑低溫溶解纖維素,以聚環(huán)氧乙烷(PEO)為致孔劑,制備了有多孔結(jié)構(gòu)的再生纖維素管和再生纖維素-膠原管。研究了 PEO分子量以及含量對管結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明,PEO分子量為120 kD,纖維素:PEO的質(zhì)量比為9:1時所制備的再生纖維素多孔管具有良好的力學(xué)性能,拉伸強(qiáng)度和爆破壓力分別為1.27 MPa和408.25 mmHg,順應(yīng)性為7.5%/100 mmHg。細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)以及MTT毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,再生纖維素多孔管具有良好的細(xì)胞相容性,膠原蛋白的加入能夠使細(xì)胞粘附并促進(jìn)細(xì)胞生長,有望應(yīng)用于體外血管微環(huán)境模型的構(gòu)建。利用LiOH/尿素水溶液作為溶劑低溫溶解纖維素,以十二烷基硫酸鈉(SDS)為發(fā)泡劑,環(huán)氧氯丙烷(ECH)為交聯(lián)劑,制備了再生纖維素海綿及再生纖維素-膠原復(fù)合海綿。研究了SDS用量、ECH用量以及攪拌速度對海綿結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)SDS的含量為50wt%,ECH的加入量為4mL/g,攪拌速度為1400rpm時,得到的海綿具有穩(wěn)定、均勻的泡孔結(jié)構(gòu),同時海綿具有良好的尺寸穩(wěn)定性、保水性能以及力學(xué)性能。細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)以及MTT毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,再生纖維素-膠原海綿具有良好的細(xì)胞相容性,膠原蛋白的加入能夠進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞在海綿上的黏附與生長。本文制備的海綿有望作為敷料材料得到應(yīng)用。采用高壓均質(zhì)法制備微纖化甲殼素,將其作為增強(qiáng)相制備微纖化甲殼素/明膠復(fù)合膜。具有納米結(jié)構(gòu)的微纖化甲殼素有效地提高了該體系的氧氣阻隔性能、耐水性和力學(xué)性能。當(dāng)微纖化甲殼素的含量為8wt%時,復(fù)合膜的力學(xué)性能最佳,其彈性模量和拉伸強(qiáng)度分別達(dá)到2.2 GPa和74.5 MPa。當(dāng)微纖化甲殼素的含量為6wt%時,復(fù)合膜的溶脹率降至1163%。此外,微纖化甲殼素的加入還能提高復(fù)合膜的氧氣阻隔性能,而不會大幅降低復(fù)合膜的可見光透過率。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB332;TK6
【圖文】：

Ｃｏｌｌａｇｅｎ邋Ｔｒｉｐｌｅ邋Ｈｅｌｉｘ逡逑Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋Ｔｒｉｐｌｅ邋Ｈｅｌｉｘ逡逑圖１．４膠原蛋白的結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．４邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｓｋｅｔｃｈ邋ｏｆ邋ｃｏｌｌａｇｅｎ逡逑８逡逑

占總膠原蛋白含量的９０％以上，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。蛋白作為一種來逡逑源于動物體的一類生物材料，是一種非常豐富的可再生聚合物，與其他的天然高逡逑分子相比，膠原蛋白獨(dú)特的結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成使他具有眾多獨(dú)特的性質(zhì)和功能：逡逑Ｃｏｌｌａｇｅｎ邋ｔｙｐｅ邋Ｉ邋Ｃｏｌｌａｇｅｎ邋ｔｙｐｅ邋ＩＩ邋Ｃｏｌｌａｇｅｎ邋ｔｙｐｅ邋ＩＩＩ逡逑＼Ｓｋｉｎｊ邐」，１逡逑ｇＬ，邋＊邐＾邋Ｓｋｉｎ邋＾逡逑ｙ邋Ｃａｒｔｉｌａｇｅ邋Ｊ邋Ｂｌｏｏｄ邋ｖｅｓｓｅｌｓ邋ｊ逡逑圖１．邋３膠原的主要類型及分布逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．３邋Ｍａｉｎ邋ｔｙｐｅｓ邋ａｎｄ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｃｏｌｌａｇｅｎ逡逑Ｃｏｌｌａｇｅｎ邋Ｔｒｉｐｌｅ邋Ｈｅｌｉｘ逡逑

圖２．１再生纖維素多孔管制備示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｐｒｅｐａｒｉｎｇ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ邋ｐｏｒｏｕｓ邋ｔｕｂｅ逡逑２．２．４再生纖維素多孔管的形貌逡逑使用數(shù)碼相機(jī)、光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡表征所制備再生纖維素多孔逡逑管的形貌。用數(shù)碼相機(jī)拍攝不同管徑（直徑分別為0．５ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ）的多逡逑孔管的數(shù)碼照片。將內(nèi)徑０．５邋ｍｍ纖維素多孔管裁成高為２邋ｍｍ的圓環(huán)，吸去其逡逑表面多余的水分之后置于載玻片上，放置在光學(xué)顯微鏡下選取合適的倍數(shù)對管逡逑截面進(jìn)行觀察。將制備的再生纖維素多孔管進(jìn)行冷凍干燥處理后，使用液氮冷凍逡逑脆斷后即可得到再生纖維素多孔管的截面試樣。將再生纖維素多孔管截面試樣逡逑固定樣品臺上，噴金處理后置于掃描電子顯微鏡下觀察其截面的微觀形貌。逡逑２．２．５再生纖維素多孔管的力學(xué)性能表征逡逑采用質(zhì)構(gòu)儀（ＴＡ．ＸＴＰ１ＵＳ）和自行搭建的多功能血管支架材料測試裝置（由逡逑

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本文編號：2779870