生物醫(yī)用高強(qiáng)度抗菌性水凝膠的設(shè)計(jì)與制備
發(fā)布時(shí)間:2021-06-24 21:55
水凝膠具有與生物體相似的大分子結(jié)構(gòu)和高親水性,因而被廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和組織工程等領(lǐng)域中。作為生物醫(yī)用材料使用時(shí),需要水凝膠既具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度又能抑制細(xì)菌滋生,避免傷口的進(jìn)一步感染。然而大多數(shù)水凝膠具有力學(xué)性能較差、抗菌能力弱等缺點(diǎn),難以滿足應(yīng)用需求。開(kāi)發(fā)出兼具高強(qiáng)度和優(yōu)異抗菌能力的水凝膠,具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。本文選取帶相反電荷的兩種天然多糖殼聚糖(CS)和肝素鈉(HS),通過(guò)溶液自組裝方法制備了CS/HS水凝膠。在氫鍵和離子配位作用的協(xié)同作用下,多糖水凝膠具有優(yōu)異機(jī)械性能,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別達(dá)到8.53 MPa和133.7%。改變離子強(qiáng)度和pH可以調(diào)節(jié)凝膠網(wǎng)絡(luò)中非共價(jià)相互作用的比例,從而調(diào)控水凝膠的力學(xué)性能。非共價(jià)鍵的動(dòng)態(tài)可逆特性,使水凝膠具有優(yōu)異的自我修復(fù)性能,自修復(fù)效率可達(dá)80%以上。通過(guò)改變pH可以調(diào)整水凝膠的表面電荷性,賦予其對(duì)帶電荷表面的強(qiáng)粘附能力。采用金屬離子配位增強(qiáng)了水凝膠對(duì)大腸桿菌的抗菌活性。該水凝膠還具有優(yōu)異的促進(jìn)傷口愈合能力和良好的生物相容性(細(xì)胞存活率高達(dá)91.7%94.3%)。為了開(kāi)發(fā)具有高效抗菌活性的高強(qiáng)度水凝膠,基于雙網(wǎng)...
【文章來(lái)源】:湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
EDTA-Fe3+-HA水凝膠的抗菌機(jī)理[25]
湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文11生,而PDA官能化的納米顆?梢源龠M(jìn)血管的再生;谶@些特性,該水凝膠可有效地促進(jìn)體內(nèi)傷口愈合,有望作為醫(yī)用敷料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中[40]。圖1.2細(xì)胞內(nèi)抗菌肽的作用機(jī)理[37]。Fig.1.2Modeofactionforintracellularantimicrobialpeptideactivity[37].1.2.2.3兩性離子水凝膠兩性離子水凝膠的抗菌機(jī)理與AMPs相似,帶正電荷的聚合物分子鏈與帶負(fù)電的細(xì)菌細(xì)胞膜之間通過(guò)離子配位作用結(jié)合,細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)被破壞而使細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)流出,造成細(xì)菌死亡。Mi等人開(kāi)發(fā)了一種對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌均表現(xiàn)出有效抗菌活性的兩性離子水凝膠。通過(guò)形成可水解的酯鍵將抗菌性的水楊酸連接在聚合物分子鏈上。在水解之前,水楊酸羧基的負(fù)電荷與聚合物側(cè)鏈上的季胺基的正電荷相平衡,形成兩性離子聚合物而具有防污能力。在水解過(guò)程中,SA通過(guò)斷開(kāi)酯鍵從聚合物分子鏈上釋放出來(lái),抑制了細(xì)菌在周圍環(huán)境中的生長(zhǎng)。完全水解后,水解生成的羧基甜菜堿充當(dāng)兩性離子部分,進(jìn)一步提供穩(wěn)定的防污能力[41]。Sun等人合成了具有優(yōu)異抗菌性的兩種新型的兩性離子聚合物水凝膠,其分子鏈上帶正電部分可以與細(xì)菌細(xì)胞膜表面結(jié)合,從而起到殺菌的作用。同時(shí)其帶負(fù)電部分則賦予了水凝膠良好的防污能力,可以清除水凝膠表面的已被殺死的細(xì)菌,使水凝膠具有持續(xù)的抗菌性[42]。
湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文1900100%tAAWA(2.5)其中,A0為初始時(shí)的傷口面積;At為第t天時(shí)傷口的面積。2.2.3.7細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)采用CellCountingKit-8(CCK-8)法檢測(cè)細(xì)胞存活率。將水凝膠用PBS緩沖液(pH7.4)沖洗并在紫外光下光照消毒后,放置入96孔板中并注入500μL小鼠成纖維細(xì)胞(L929)懸液,在37°C的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí),在各孔板中分別注入10μLCCK-8溶液并培養(yǎng)4小時(shí),用酶標(biāo)儀(美國(guó)Biotech)測(cè)定溶液的吸光度,通過(guò)多組數(shù)據(jù)的平均值計(jì)算樣品的細(xì)胞活性(CA),公式如下:100%tcODODCA(2.6)其中,ODc為參比樣品的吸光度;ODt為試驗(yàn)樣品的吸光度。2.2.4技術(shù)路線圖2.1技術(shù)路線圖。Fig.2.1Technologyroadmap.
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚兩性電解質(zhì)及其水凝膠的研究進(jìn)展[J]. 任靜,哈鴻飛. 高分子通報(bào). 2000(03)
本文編號(hào):3247894
【文章來(lái)源】:湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
EDTA-Fe3+-HA水凝膠的抗菌機(jī)理[25]
湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文11生,而PDA官能化的納米顆?梢源龠M(jìn)血管的再生;谶@些特性,該水凝膠可有效地促進(jìn)體內(nèi)傷口愈合,有望作為醫(yī)用敷料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中[40]。圖1.2細(xì)胞內(nèi)抗菌肽的作用機(jī)理[37]。Fig.1.2Modeofactionforintracellularantimicrobialpeptideactivity[37].1.2.2.3兩性離子水凝膠兩性離子水凝膠的抗菌機(jī)理與AMPs相似,帶正電荷的聚合物分子鏈與帶負(fù)電的細(xì)菌細(xì)胞膜之間通過(guò)離子配位作用結(jié)合,細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)被破壞而使細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)流出,造成細(xì)菌死亡。Mi等人開(kāi)發(fā)了一種對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌均表現(xiàn)出有效抗菌活性的兩性離子水凝膠。通過(guò)形成可水解的酯鍵將抗菌性的水楊酸連接在聚合物分子鏈上。在水解之前,水楊酸羧基的負(fù)電荷與聚合物側(cè)鏈上的季胺基的正電荷相平衡,形成兩性離子聚合物而具有防污能力。在水解過(guò)程中,SA通過(guò)斷開(kāi)酯鍵從聚合物分子鏈上釋放出來(lái),抑制了細(xì)菌在周圍環(huán)境中的生長(zhǎng)。完全水解后,水解生成的羧基甜菜堿充當(dāng)兩性離子部分,進(jìn)一步提供穩(wěn)定的防污能力[41]。Sun等人合成了具有優(yōu)異抗菌性的兩種新型的兩性離子聚合物水凝膠,其分子鏈上帶正電部分可以與細(xì)菌細(xì)胞膜表面結(jié)合,從而起到殺菌的作用。同時(shí)其帶負(fù)電部分則賦予了水凝膠良好的防污能力,可以清除水凝膠表面的已被殺死的細(xì)菌,使水凝膠具有持續(xù)的抗菌性[42]。
湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文1900100%tAAWA(2.5)其中,A0為初始時(shí)的傷口面積;At為第t天時(shí)傷口的面積。2.2.3.7細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)采用CellCountingKit-8(CCK-8)法檢測(cè)細(xì)胞存活率。將水凝膠用PBS緩沖液(pH7.4)沖洗并在紫外光下光照消毒后,放置入96孔板中并注入500μL小鼠成纖維細(xì)胞(L929)懸液,在37°C的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí),在各孔板中分別注入10μLCCK-8溶液并培養(yǎng)4小時(shí),用酶標(biāo)儀(美國(guó)Biotech)測(cè)定溶液的吸光度,通過(guò)多組數(shù)據(jù)的平均值計(jì)算樣品的細(xì)胞活性(CA),公式如下:100%tcODODCA(2.6)其中,ODc為參比樣品的吸光度;ODt為試驗(yàn)樣品的吸光度。2.2.4技術(shù)路線圖2.1技術(shù)路線圖。Fig.2.1Technologyroadmap.
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚兩性電解質(zhì)及其水凝膠的研究進(jìn)展[J]. 任靜,哈鴻飛. 高分子通報(bào). 2000(03)
本文編號(hào):3247894
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