壳聚糖/氢氧化镧复合气凝胶的制备及其对磷的吸附性能研究

摘要

高磷酸盐血症可引起继发性甲状旁腺功能亢进、肾性骨营养不良和维生素D代谢紊乱等疾病。用于高磷酸盐血症的磷吸附剂已被报道，如吸附树脂、天然大分子、多孔碳和氧化铁基纳米复合材料等。众所周知，理想的吸附剂应具有高比表面积和高吸附容量。近年来，具有较高比表面积的气凝胶已被用作吸附材料。镧对磷元素具有良好的结合能力，特别是在含有磷的复杂体系中具有很强的抗干扰能力，且已被报道用于磷吸附材料。壳聚糖具有无毒性、可生物降解性、高反应性和螯合性等优良性能，并已有报道其作为磷吸附剂。 在本论文中，主要通过共沉淀和超临界二氧化碳干燥制备了壳聚糖/氢氧化镧（Cs/La）复合气凝胶用于吸附磷元素。通过扫描电子显微镜（SEM）和Brunauer-Emmett-Teller（BET）研究了Cs/La复合气凝胶的多孔结构；通过X-射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）测试和EDS能谱来分析气凝胶的元素组成和化学结构以及载入氢氧化镧的量；通过热重分析（TGA）和力学性能测试分析了Cs/La复合气凝胶的热稳定性和力学强度。另外，利用吸附动力学和等温吸附探究了Cs/La复合气凝胶的吸附性能。通过抑菌实验、细胞毒性试验、溶血实验、凝血时间测试和白蛋白吸附实验评价了其生物相容性以及其临床应用潜力。 实验结果表明制备的Cs/La复合气凝胶呈纳米级的多孔结构，且随着La含量的增大，Cs/La复合气凝胶的比表面积增大并且其力学性能提高，其中，Cs/La50的比表面积较大，为172.74m2/g，这种结构有利于对磷元素的吸附。吸附实验表明Cs/La复合气凝胶对磷的吸附过程符合二级动力学模型和Freundlich模型，且最大吸附量为148.33mg/g。抑菌圈和浊度法实验结果显示La含量越高，复合气凝胶的抑菌效果越明显。细胞毒性实验结果表明Cs/La复合气凝胶中La含量越高细胞毒性越大，但仅仅显示轻微毒性。另外，血液相容性评价结果表明Cs/La复合气凝胶的白蛋白吸附量较少、溶血率较低且具有一定的抗凝血性能，显示了较好的血液相容性。综上，本研究以临床需求为研究目标，制备出一种Cs/La复合气凝胶材料，结果显示该材料在用于治疗高磷血症的血液灌材料具有很好的临床应用潜力。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1高磷血症及其治疗方法

1.1.1 高磷血症

1.1.2 高磷血症的治疗方法

1.2 血液灌流

1.3 磷吸附剂的研究进展

1.3.1 常见的磷吸附剂

1.3.2 镧基磷吸附剂的研究

1.3.3 壳聚糖作为吸附剂及对磷的吸附研究

1.4 气凝胶的研究进展

1.4.1 气凝胶的研究进展

1.4.2 气凝胶的性质及制备方法

1.4.3 气凝胶的吸附应用

1.5 课题的提出

第二章 Cs/La气凝胶的制备及其对磷元素的吸附性能研究

2.1主要试剂与仪器

2.2.1 主要试剂

2.2.2 主要仪器

2.2 气凝胶的制备与表征

2.2.1 Cs/La气凝胶的制备

2.2.2 Cs/La气凝胶的表征

2.3 磷吸附性能研究

2.3.1钼蓝法测定磷含量

2.3.2 Cs/La气凝胶对磷元素的动力学吸附测试

2.3.2 Cs/La气凝胶对磷元素的等温吸附测试

2.3.3模拟血浆对磷元素的吸附

2.4 结果与讨论

2.4.1 Cs/La气凝胶的形貌及EDS表征

2.4.2 Cs/La气凝胶的红外光谱分析

2.4.3 Cs/La气凝胶的BET测试

2.4.4 Cs/La气凝胶XRD表征

2.4.5 Cs/La气凝胶的力学性能测试

2.4.6 Cs/La气凝胶的热重分析

2.4.7 Cs/La气凝胶对磷酸根的吸附动力学

2.4.8 Cs/La气凝胶对磷的等温吸附

2.4.9模拟血浆对磷元素的吸附的影响

2.5 本章小结

第三章 Cs/La复合气凝胶的生物学性能检测与评价

3.1 主要试剂与仪器

3.1.1主要试剂

3.1.2 主要仪器

3.2 实验部分

3.2.1 Cs/La气凝胶抗菌性能测定

3.2.2 Cs/La气凝胶细胞毒性的测定

3.2.3 Cs/La气凝胶的血液相容性评价

3.3结果与讨论

3.3.1 Cs/La气凝胶的抑菌圈实验分析

3.3.2 Cs/La气凝胶浊度法实验分析

3.3.3 Cs/La气凝胶的细胞毒性分析

3.3.4 Cs/La气凝胶的血液相容性评价

3.4 本章小结

第四章 全文总结

参考文献

致谢