温敏性羟丁基壳聚糖/丝素共混凝胶的制备

摘要

温敏凝胶不仅能原位快速成胶，而且还具备较大的孔隙率，较强的保水性及良好的弹性，具有用作组织工程支架的潜力。本文先对壳聚糖进行醚化改性，制备水溶性的羟丁基壳聚糖，表征了制备的改性壳聚糖的结构，确认产物是羟丁基壳聚糖。再将羟丁基壳聚糖与丝素蛋白共混，制备可在体温下快速凝胶的温敏性羟丁基壳聚糖/丝素共混凝胶，利用丝素蛋白对细胞的亲和性来提高羟丁基壳聚糖凝胶对细胞的黏附和引导生长能力。研究了凝胶中羟丁基壳聚糖/丝素的比例对凝胶化时间、凝胶化温度、凝胶的压缩弹性及孔结构的影响。最后初步研究了羟丁基壳聚糖/丝素共混凝胶对人皮肤成纤维细胞HSC865生长的影响。
　　首先，以壳聚糖为原料，异丙醇/水共混溶液为分散剂，1,2-环氧丁烷为醚化剂，在碱性条件下制备出水溶性的壳聚糖的羟丁基衍生物。研究了产物的分子结构和理化性质。采用红外光谱、固体13C核磁共振测试了产物的分子结构，结果表明，壳聚糖分子上成功引入了羟丁基基团，并且取代的位置主要发生在C6-OH上；元素分析测试显示产物的取代度为1.91；凝胶渗透色谱仪分析测试显示产物的分子量为49.95kDa。
　　其次，制备不同质量比的羟丁基壳聚糖/丝素共混凝胶，研究凝胶中羟丁基壳聚糖/丝素的比例对凝胶化时间、凝胶化温度、凝胶的压缩弹性及孔结构的影响。发现当羟丁基壳聚糖/丝素共混体系中丝素的比例在30％以上时能在37℃转变为凝胶，流变学测试结果表明不同质量比的羟丁基壳聚糖/丝素共混溶液的凝胶化温度在18.1℃到25.3℃之间，且凝胶化温度随着共混溶液中丝素比例的增加而提高。不同质量比的羟丁基壳聚糖/丝素共混溶液中都能在8min内凝胶，且凝胶化时间随丝素比例的增加而延长。扫描电镜照片显示不同质量比的羟丁基壳聚糖/丝素共混凝胶内部呈三维多孔结构，孔径在60-120μm，并且随着共混凝胶中丝素比例的增多，孔径也增大。压缩弹性测试结果表明，羟丁基壳聚糖/丝素共混凝胶具有弹性材料的力学特征，当羟丁基壳聚糖/丝素共混凝胶的质量比为90/10和85/15时，凝胶的压缩弹性回复率分别达到94.83%±1.9%和95.13%±1.36%。
　　最后，测试了质量比分别为100/0、85/15、70/30的羟丁基壳聚糖/丝素共混凝胶的浸提液对HSC865细胞生长活力的影响，并初步研究了羟丁基壳聚糖/丝素共混凝胶对HSC865细胞形态的影响。结果表明，HBC/SF共混比例为85/15及70/30凝胶的细胞增殖活力高于羟丁基壳聚糖凝胶。倒置显微镜观察结果表明，与不含丝素的羟丁基壳聚糖凝胶相比，质量比分别为70/30和85/15的羟丁基壳聚糖/丝素共混凝胶表面的细胞的存活能力更强，细胞能够更好地铺展。

目录

声明

第一章 引 言

1.1 组织工程支架材料的性能要求

1.2 水凝胶

1.3 温敏水凝胶的研究

1.4 课题的提出及研究内容

第二章 羟丁基壳聚糖的制备及其理化性能

2.1 材料与方法

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

第三章 羟丁基壳聚糖/丝素共混温敏凝胶的制备

3.1 材料与方法

3.2 结果与讨论

3.3 本章小结

第四章 HBC/SF共混凝胶的细胞相容性

4.1 材料与方法

4.2 结果与讨论

4.3 本章小结

第五章 结 语

5.1 全文结论

5.2 本文的主要研究成果

5.3 后续研究计划

5.4 本文的不足之处

参考文献

攻读硕士期间本人公开发表的论文

致谢