海藻酸动态共价交联水凝胶的制备及自愈性能研究

摘要

利用高碘酸钠氧化海藻酸得到带有醛基的海藻酸（ADA），利用水合肼与聚乙二醇反应得到末端为酰肼基的聚乙二醇（PEG-DF-1，PEG-DF-2）。以二者以及明胶（gelatin）为主要组分，通过酰腙以及亚胺键的双交联网络，制得具有环境响应性，自愈合性能的水凝胶。按照交联方式不同，将实验分成两个体系，体系一以 ADA与PEG-DF-1为原料构建以酰腙键为交联点的水凝胶；体系二以ADA、PEG-DF-2、Gelatin为组成构建以酰腙键和亚胺键的双交联水凝胶。对两个体系水凝胶力学强度，黏弹性以及自愈性进行测定。最后通过体系二制备水凝胶，进行生物相容性评价。
　　体系一，发现水凝胶不仅具有溶液-凝胶转变可逆性，而且可以在不加热，无催化剂的情况下，自发实现切口愈合。体系二，通过添加gelatin作为另外一种凝胶成分，通过动态黏弹性测试，发现当体系二 gelatin含量不断增加时，凝胶化时间明显缩短。剪切应变震荡实验中，当剪切应变从1％上升到500%时，凝胶的储能模量降低了50%，当剪切应变恢复到1%时，在大应变下的分子间作用力得到了释放，凝胶恢复了内部网络结构。
　　以动态化学键交联形成的水凝胶，拥有良好力学强度以及快速凝胶特性，且都具有自愈性特征；通过毒性测试，显示凝胶具有良好的生物相容性。

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1 绪论

1.1 自愈合材料概述

1.2 自愈合材料机制

1.2.1 超分子化学

1.2.2 动态共价化学

1.2.3 动态共价化学键

1.2.4 动态化学

1.3 凝胶

1.3.1 凝胶简介

1.3.2 凝胶分类

1.3.3 海藻酸简介

1.3.4 海藻酸盐水凝胶

1.3.5 海藻酸盐水凝胶的生物降解

1.3.6 海藻酸盐生物医学应用

1.4 本课题研究的概述

2 氧化海藻酸及PEG-DF凝胶因子的制备

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 药品和仪器

2.2.2 部分氧化海藻酸钠的制备与表征

2.2.3 PEG-DF-1的合成与表征

2.2.4 PEG-DF-2的合成与表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 氧化海藻酸的表征与量化

2.3.2 PEG-DF-1的表征结果

2.3.3 PEG-DF-2的表征结果

2.4 本章小结

3 自愈性海藻酸钠水凝胶的制备及性能

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 药品和仪器

3.2.2 水凝胶的制备与表征

3.2.3 体系二水凝胶细胞毒性的初步研究

3.3 体系一结果与讨论

3.3.1 水凝胶的制备及成胶条件测试

3.3.2 水凝胶的动态黏弹性测试结果

3.3.3 水凝胶的自愈性

3.3.4 凝胶的pH响应性

3.4 体系二结果与讨论

3.4.1 水凝胶的制备

3.4.2 水凝胶力学性能测试

3.4.3 水凝胶的动态黏弹性测试

3.4.4 水凝胶的自愈性

3.4.5 水凝胶的细胞毒性分析

3.5 本章小结

4 全文总结

参考文献

在校期间研究成果

致谢