本文關(guān)鍵詞： PHB 鹵胺化合物 季銨鹽 靜電紡絲 電子束輻射 抗菌　出處：《江南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：細(xì)菌感染已成為生物材料領(lǐng)域一個十分嚴(yán)峻的問題。本文圍繞制備具有高效抗菌性能的生物材料及探討抗菌材料性能這一研究目的,選用生物可降解聚羥基丁酸酯(PHB)為基材,設(shè)計和合成了一系列抗菌劑化合物,以物理共混方式或接枝共聚方式將其應(yīng)用于PHB的抗菌改性,制備出高效抗菌生物材料。第一部分:合成了三種季銨鹽抗菌劑,將其與PHB共混后使用傳統(tǒng)鑄溶法和靜電紡絲技術(shù)制備出抗菌膜。用1H NMR、FTIR對季銨鹽化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。通過力學(xué)性能、抗菌性能等測試對兩種制膜工藝得到的抗菌膜進(jìn)行比較,并考察抗菌膜細(xì)胞相容性。第二部分:針對抗菌材料的安全性問題和殺菌效率、可重復(fù)性,合成了一種新型含有季銨基團(tuán)的鹵胺高分子化合物PHQS,將其添加入PHB,采用靜電紡絲制得抗菌納米纖維膜。用NMR、FTIR、GPC等對PHQS及合成中間產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征;對抗菌納米纖維膜進(jìn)行SEM、TG表征,力學(xué)性能、耐紫外穩(wěn)定性、儲存穩(wěn)定性、抗菌性能及細(xì)胞相容性測試分析。第三部分:針對抗菌材料韌性較差,引入另一生物可降解材料聚已二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)。結(jié)合抗菌劑存在滲透、聚集、分布不均等潛在可能,以及材料未能殺死全部細(xì)菌等問題,合成了鹵胺/季銨烯烴類單體HQS,利用電子束輻射技術(shù)將抗菌劑單體接枝共聚到PHB/PBAT納米纖維膜上,制備出抗菌納米纖維膜。用1H NMR、FTIR對抗菌劑單體及合成中間產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征;對得到的抗菌材料進(jìn)行SEM、XPS、TG表征,力學(xué)性能、耐紫外穩(wěn)定性、儲存穩(wěn)定性、抗菌性能及細(xì)胞相容性測試分析。結(jié)果表明,靜電紡抗菌纖維膜較傳統(tǒng)鑄溶法膜表現(xiàn)出更加優(yōu)異的抗菌性能和韌性。氯化后的PHB/PHQS抗菌納米纖維膜能夠在接觸30 min內(nèi)殺死2.92 log的金黃色葡萄球菌和1.00 log的大腸桿菌O157:H7。電子束輻射技術(shù)實現(xiàn)了抗菌劑單體HQS以共價鍵的形式結(jié)合到化學(xué)惰性PHB/PBAT納米纖維膜上。氯化后的PHB/PBAT-HQS抗菌納米纖維膜可在5 min接觸內(nèi)將6 log的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌O157:H7全部殺死,顯示出優(yōu)異的抗菌效果。PHQS和HQS改性的抗菌生物材料均具有較好的耐紫外和儲存穩(wěn)定性、可重復(fù)使用性能和良好的生物相容性,有望應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、食品包裝等領(lǐng)域。
[Abstract]:Bacterial infection has become a very serious problem in the field of biomaterials. A series of antimicrobial compounds were designed and synthesized by using biodegradable polyhydroxybutyrate (PHB) as substrate, which was applied to the antibacterial modification of PHB by physical blending or graft copolymerization. Three kinds of quaternary ammonium salt antimicrobial agents were synthesized and blended with PHB. The antibacterial films were prepared by conventional casting method and electrostatic spinning technique. The antibacterial films were prepared by 1H NMR. The chemical structure of quaternary ammonium salt was characterized by FTIR. The second part: aiming at the safety, bactericidal efficiency and repeatability of antimicrobial materials, a new halogen amine polymer compound PHQS containing quaternary ammonium group was synthesized. The antibacterial nanofiber membrane was prepared by electrospinning, and the PHQS and the chemical structure of the intermediate product were characterized by NMR-FTIR GPC. The antibacterial nanofibers were characterized by SEMTG, including mechanical properties, UV resistance stability, storage stability, antibacterial properties and cytocompatibility. Part three: the toughness of antibacterial materials was poor. Another biodegradable material, poly (adipic acid / butylene terephthalate), was introduced. There were some problems such as permeation, aggregation, uneven distribution, and failure of the material to kill all bacteria. Halogen amine / quaternary ammonium olefins monomer HQS was synthesized. The antibacterial monomer was grafted onto PHB/PBAT nanofiber film by electron beam radiation technique. The antibacterial nano-fiber membrane was prepared and characterized by 1H-NMR-FTIR. The obtained antibacterial materials were characterized by SEMX PS TG, including mechanical properties, UV resistance, storage stability, antibacterial properties and cytocompatibility. The antiseptic fiber film of electrospinning shows better antibacterial properties and toughness than the traditional cast solution membrane. Chlorinated PHB/PHQS antibacterial nanofiber film can kill 2.92 in 30 min contact time. Staphylococcus aureus from log and Escherichia coli O157 from 1. 00 log:. H7. electron beam radiation technique has realized that the antibacterial monomer HQS is covalently bonded to the chemically inert PHB/PBAT nanofiber film. Chlorinated PHB/PBAT-HQS nanocrystalline. Fiber membrane can be used in 5. Min killed 6 log of Staphylococcus aureus and Escherichia coli O157: H7. The results showed that the antimicrobial biomaterials modified by PHQS and HQS had good UV resistance and storage stability, and could be reused and had good biocompatibility. It is expected to be used in biomedical, food packaging and other fields.
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ340.64

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本文編號：1470173