膠原-殼聚糖復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、膠原蛋白和殼聚糖均是從動(dòng)物體中提取的天然高分子材料，具有優(yōu)異的生物降解性和生物相容性，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但是，膠原蛋白存在機(jī)械強(qiáng)度低、親水性強(qiáng)等性能缺陷，殼聚糖也存在加工成型性差、親水性差、早期粘附性差等缺陷。將膠原蛋白和殼聚糖進(jìn)行復(fù)合，可以在一定程度上改善二者的性能缺陷，目前對(duì)膠原蛋白和殼聚糖進(jìn)行復(fù)合改性是醫(yī)用材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本文首先采用物理共混法制備膠原/殼聚糖復(fù)合材料，并對(duì)其性能進(jìn)行了研究，重點(diǎn)采用水性聚氨酯嵌段對(duì)

2、膠原蛋白和殼聚糖進(jìn)行復(fù)合改性，研究了復(fù)合物的性能，并與物理共混法制備的膠原蛋白/殼聚糖復(fù)合材料的性能進(jìn)行了比較研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用溶劑揮發(fā)物理法，制備了系列膠原蛋白/殼聚糖共混材料，紅外光譜分析表明：共混材料中膠原蛋白和殼聚糖之間有較強(qiáng)的相互作用。隨著殼聚糖含量的減小，膠原蛋白/殼聚糖共混溶液的黏度逐漸減小。共混膜具有較好的親水性和降解性。共混膜玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于膠原蛋白和殼聚糖的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。膠原蛋白/殼聚糖

3、共混膜的斷面比殼聚糖膜的斷面更加整齊光滑，脆性更大。⑵以2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(DL-2000)以及酒石酸為原料，首先制備出水性聚氨酯彈性體，然后將水性聚氨酯彈性體與膠原蛋白交聯(lián)反應(yīng)合成端異氰酸酯基的預(yù)聚體，再與殼聚糖進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到膠原蛋白/殼聚糖復(fù)合材料。紅外光譜表明膠原蛋白與殼聚糖之間建立了穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)合。當(dāng)膠原蛋白的含量為17％時(shí)，復(fù)合乳液的穩(wěn)定性最好。隨著殼聚糖含量的增加，乳液的黏度先減小后增加。⑶隨著

4、殼聚糖含量的增加，化學(xué)交聯(lián)的膠原蛋白/殼聚糖復(fù)合膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度逐漸增加，其中TCCPU32的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為85.3℃，TCCPU35的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為108.6℃。⑷干態(tài)化學(xué)交聯(lián)膠原/殼聚糖復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度最大可達(dá)22MPa，濕態(tài)化學(xué)交聯(lián)膠原/殼聚糖復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率最大可達(dá)132%，具備了較好的力學(xué)性能。隨著殼聚糖含量的增加，化學(xué)交聯(lián)膠原蛋白/殼聚糖復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度首先增大然后慢慢趨于平穩(wěn)，干態(tài)斷裂伸長(zhǎng)率逐漸增加，濕態(tài)斷裂伸長(zhǎng)率

5、先增加后減小。物理共混膠原/殼聚糖材料由于脆性大，無(wú)法進(jìn)行力學(xué)性能（拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率）的測(cè)定。⑸吸水率研究表明，化學(xué)交聯(lián)法膠原/殼聚糖膜由于在制備過(guò)程中在膠原蛋白與殼聚糖之間引入親水性較差的聚氨酯，所以親水性小于物理共混膠原/殼聚糖膜。⑹體外降解實(shí)驗(yàn)研究表明，化學(xué)交聯(lián)膠原/殼聚糖復(fù)合膜具有良好的降解性能，其失重率大于殼聚糖膜，但是小于物理共混膠原/殼聚糖。⑺化學(xué)交聯(lián)膠原/殼聚糖復(fù)合膜的斷面整體呈現(xiàn)粗糙，有韌性斷裂痕跡。與物理共混膜和