N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合材料的制备及性能研究

摘要

壳聚糖（Chitosan,CTS）价廉易得，止血性、生物相容性良好，可广谱抗菌、促进伤口愈合。CTS经N-烷基化改性后，既保留了其优良活性，又增强了其止血性能。白芨多糖（Bletilla striata polysaccharide,Bsp）是从传统中药白芨中提取出的水溶性多糖，可收敛止血、消肿生肌，具有多种生理活性。本文结合两种材料的特性，制备出了新型N-烷基化壳聚糖（N-alkylated chitosan,N-CTS）/白芨多糖复合材料（N-CTS/Bsp），并对复合材料的性能进行研究。 本实验在壳聚糖N-烷基化改性的基础上，制备了三种剂型的N-CTS/Bsp，并分别对其进行性能评价及理化表征，所得研究结果如下： 1.首先利用席夫碱反应将十二醛中的醛基与壳聚糖中的氨基链接，形成碳氮双键，随后使用硼氢化钠水溶液，将碳氮双键还原，得到稳定的N-CTS。傅里叶红外光谱证实烷基链被成功引入到壳聚糖分子中。元素分析结果显示，CTS与N-CTS中C、N两个元素的含量分别为：CTS:65.56%(C)、10.57%(N)；N-CTS:66.77%(C)、9.69%(N)，测定了N-CTS的取代度为5.731%，取代度较低，达到实验预期。 2.通过离子交联法、冷冻干燥法，研制了不同原料比例（1≤N-CTS:Bsp≤4）的N-CTS复合微粒，SEM结果显示，该微粒呈现疏松多孔结构，吸水率受两种原料比例影响较大。为实现快速吸取液体、迅速释放活性物质、更适用于不规则伤口，综合考虑复合微粒各项指标，确定了复合微粒的最佳制备条件：N-CTS与Bsp比例为4∶1，原料总浓度为2g/L，正负电荷比为20∶1。此时产品产率89%，吸水性能327%，作用持久，4周降解了59.4%，粒径集中分布于14.79μm处，与红细胞大小相近，抑菌效果明显，适宜作生物材料应用。 3.通过冷冻干燥等方法，研制了不同Bsp含量（5%-50%）的复合膜与复合海绵两种剂型复合材料。该材料具备优良的吸水、抑菌、降解等活性。复合材料与液体接触后，可迅速吸水，其中复合膜迅速溶胀，而复合海绵一定程度凝胶化，且粘附性强，二者均可为接触部位持续提供湿润无菌环境，满足生物材料要求。综合考虑复合材料特性及创面面积、深度、出血量等特点，N-CTS占比90%复合材料最适宜作为止血材料使用。此时，复合膜可吸取自身重量4.69倍的水，水蒸气透过率1.14kg/(24h·m2)，5周内降解51.2%，复合膜表面凸凹多孔，有利于液体吸附。复合海绵具有丰富的网络结构，可吸取自身重量23.75倍的水，水蒸气透过率3.09kg/(24h·m2)，5周内降解85.2%，孔隙率89.22%。充分说明复合材料拥有快速且持久的作用效果，具有止血材料的应用潜力。

目录

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缩写词汇表

1 绪论

1.1 壳聚糖及其衍生物

1.1.1 壳聚糖简介

1.1.2 壳聚糖的特性

1.1.3 壳聚糖改性

1.1.4 壳聚糖应用

1.2 白芨多糖

1.2.1 白芨简介

1.2.2 白芨多糖的生物活性

1.2.3 白芨多糖在止血方面的应用

1.3 壳聚糖微粒

1.3.1 微粒制备方法

1.3.2 壳聚糖微粒的应用

1.4 壳聚糖复合膜

1.5 壳聚糖复合海绵

1.6 本课题的选题意义

1.7 本课题的研究内容及主要研究思路

2 N-烷基化壳聚糖的制备

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 实验药品及仪器

2.2.2 实验步骤

2.2.3 N-烷基化壳聚糖的表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 脱乙酰度测定

2.3.2 粘均分子量测定

2.3.3 傅里叶红外光谱分析

2.3.4 取代度测定

2.4 本章小结

3 N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合微粒的制备及性能研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 实验药品及仪器

3.2.2 N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合微粒的制备

3.2.3 N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合微粒的性能测试

3.3 结果与讨论

3.3.1 N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合微粒的制备

3.3.2 N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合微粒的性能测试

3.3.3 微粒制备条件的讨论

3.4 本章小结

4 N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合膜与海绵的制备及性能研究

4.1 前言

4.2 实验部分

4.2.1 实验药品及仪器

4.2.2 N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合膜与海绵的制备

4.2.3 N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合膜与海绵的性能测试

4.3 结果与讨论

4.3.1 N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合膜与海绵的制备

4.3.2 N-烷基化壳聚糖/白芨多糖复合膜与海绵的性能测试

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 创新点

5.3 展望

参考文献

个人简历及在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢