层层自组装制备功能性纳米多层复合膜及其性能的研究

摘要

层层自组装是一种快速高效构建功能性薄膜的方法。通过改变成膜的化学组成，可以对膜的表面形貌、理化性质以及功能化等进行精细的调控。当前，通过层层自组装的方法实现对各种特异性功能材料多功能的集成，已成为膜材料领域的研究热点。 在制备高机械强度复合膜方面，选用了两种不同结构的无机矿物，即片层状纳米钠基蒙脱土(Na+MTM)和颗粒状纳米碳酸钙(CaCO3)，与聚电解质如聚乙烯亚胺(BPEI)、聚丙烯酸(PAA)及羧甲基纤维素(CMC)，通过静电相互作用驱动，层层自组装构建有机/无机复合膜材料。设计了(BPEI/Na+MTM)n 和(BPEI/PAA/BPEI/Na+MTM)n 以及(BPEI/CMC-CaCO3)n体系。研究表明以Na+MTM为无机成分的有机/无机复合膜具有非常高的机械强度，复合膜(BPEI/Na+MTM)n杨氏模量值为16.6Gpa，横向拉伸模量为11GPa；而复合膜(BPEI/PAA/BPEI/Na+MTM)50杨氏模量值为11.46Gpa。而以颗粒状纳米 CaCO3参与层层自组装制备的复合膜(BPEI/CMC-CaCO3)n横向拉伸杨氏模量约为1.5MPa，表明其机械强度较差。 同时，在制备药物涂层方面，利用氧化石墨烯(GO)的片层结构和高比表面积，将其作为药物载体，将带正电荷抗菌肽G(IIKK)4I-NH2（简称G4）与带负电性的GO构成稳定的杂化体系G4-GO。然后，将其与具有pH响应水解聚氨基酯(polymer β)层层自组装，获得了可降解的抗菌涂层(Polymer ?/PAA/G4-GO/PAA)n。相对于直接组装肽分子G4的涂层(Polymer ?/PAA/G4/PAA)n，这种通过构建杂化体G4-GO的方式，大大增加了涂层中抗菌肽 G4的负载量。抗菌性能研究表明(Polymer ?/PAA/G4-GO/PAA)n复合膜对S.aureus和E.coli K12都具有较好的抗菌性，而(Polymer ?/PAA/G4/PAA)n复合膜的抗菌效果则相对不明显。同时，运用紫外可见光光谱仪跟踪复合膜(Polymer ?/PAA/G4-GO/PAA)n上抗菌肽G4药物释放动力学过程。结果表明300min后抗菌肽G4释放基本达到平衡，其水解液中抗菌肽的浓度为69.37μM，石英片单位面积上G4的释放量为65.30μg/cm2。此项研究解决了以往难通过层层自组装直接将小分子药物组装到膜中的难题，为制备药物控释体系提供了新思路。

目录

第一个书签之前