殼聚糖溫敏水凝膠及其膜制劑性能研究與生物學(xué)評價.pdf

1、殼聚糖是甲殼素的脫乙?；a(chǎn)物，由于其獨特的生物活性、可生物降解性、生物相容性，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。殼聚糖及其衍生物溫敏水凝膠的研究主要有殼聚糖和丙烯酸、N-異丙基丙烯酰胺共聚；殼聚糖與甘油磷酸鹽(CS/GP)共混水凝膠。其中CS/GP溫敏性凝膠以其獨特的溫度敏感性能，即在人體體溫以下為流動的液體，溫度高于體溫則固化為凝膠，并且以其可注射性、良好的組織相容性、無毒副作用、在生物體內(nèi)可降解性，使得CS/GP溫敏水凝膠廣泛應(yīng)

2、用到藥劑學(xué)、組織工程等領(lǐng)域。 本論文通過異相法合成了水溶性的殼聚糖衍生物——殼聚糖季銨鹽(HTCC)，并將HTCC添加到CS/GP溫敏凝膠體系，考察了HTCC對CS/GP溫敏凝膠體系的影響。并且選用不同的有機酸、無機酸溶解殼聚糖制備CS/GP溫敏凝膠，考察不同溶劑對CS/GP溫敏凝膠體系的影響。此外，依據(jù)CS/GP溫敏凝膠的高含水性、多孔性，制備了CS/GP水凝膠膜，并對膜的理化性能做了評價。主要得到以下結(jié)論： 利用殼聚

3、糖與醚化劑GTMAC反應(yīng)制備的殼聚糖季銨鹽(HTCC),溶于水后為透明粘性液體，HTCC取代度越高，水溶性越好。新合成的殼聚糖季銨鹽對pH值不敏感，可以溶解在更寬廣pH的溶液中而不發(fā)生沉淀。其中，HTCC溶解在水溶液中比在醋酸溶液中更加穩(wěn)定。 殼聚糖季銨鹽引入CS/GP體系后，能明顯的降低成膠時間，CS與HTCC配比為5：1時，成膠時間最小，溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)溫度為3 min。但繼續(xù)增加HTCC的含量，CS-HTCC/GP體系無法成

4、膠。CS-HTCC/GP共混液低溫條件下為透明、流動的液體，當(dāng)溫度高于25℃時則轉(zhuǎn)變成乳白色、不可流動的凝膠。CS-HTCC/GP體系溫敏特性表現(xiàn)為，當(dāng)溫度為25℃時，CS-HTCC/GP共混液需要長時間(20 min)才能轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，并且成膠后強度較差。當(dāng)溫度升高至40℃及以上時，成膠速度太快而不易測定。當(dāng)溫度在正常體溫范圍(35-37℃)時，3-5min可完成溶膠-凝膠的轉(zhuǎn)變，而且凝膠的機械強度較好。甘油磷酸鈉的濃度對CS-HTCC

5、/GP體系的影響表現(xiàn)為，高的GP濃度能明顯縮短成膠時間。水凝膠的掃描電鏡結(jié)果顯示，CS/GP水凝膠與CS-HTCC/GP水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)均為多孔片層結(jié)構(gòu)，HTCC的加入使得孔徑變得變大。 采用不同的酸溶劑溶解殼聚糖，發(fā)現(xiàn)殼聚糖能在所有的單價酸中較寬的濃度范圍(0.05-0.15 mol/L)內(nèi)溶解，而僅僅能溶于部分濃度的多價酸。單價酸溶解的殼聚糖加GP后均具有溫敏成膠的性能，成膠時間在2-5 min，而多價酸溶解的殼聚糖加GP后，

6、則不能夠成膠。有利于成膠的因素有：低的酸濃度；高的殼聚糖濃度；高的甘油磷酸鈉濃度。所有的CS/GP共混液成膠前為流動、可注射液體，成膠后為粘性、不可注射膠體。掃描電鏡顯示，水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)為多孔分枝狀結(jié)構(gòu)，孔徑大小與酸溶劑的類型有關(guān)，羧酸的烴鏈越長，孔徑越大。以有機酸為溶劑制備的水凝膠粘度都明顯高于以無機酸為溶劑制備的水凝膠。硝酸為溶劑制備的水凝膠粘度最小，乳酸為溶劑的水凝膠粘度最大。有機酸的烴鏈越長粘度越大。MTT法檢測不同溶劑制備的C

7、S/GP水凝膠對Hela細(xì)胞和原代培養(yǎng)的小鼠胚胎成纖維細(xì)胞和增殖率的影響，以此評價水凝膠的細(xì)胞相容性。結(jié)果顯示，無論是MEF細(xì)胞還是Hela細(xì)胞，除了氯乙酸溶解的殼聚糖制備的水凝膠，其它溶劑制備的殼聚糖水凝膠都具有良好的細(xì)胞相容性。 采用溶劑蒸發(fā)法制備的CS/GP水凝膠膜結(jié)構(gòu)疏松，較柔韌，吸水后仍然能夠保持平展、結(jié)構(gòu)完整。而殼聚糖膜的結(jié)構(gòu)致密、干燥狀態(tài)下柔韌性差，吸水后卷曲、容易破碎。掃描電鏡顯示，殼聚糖膜橫切面致密、無空隙，而

8、CS/GP水凝膠膜橫切面為多孔狀結(jié)構(gòu)。這種多孔結(jié)構(gòu)為水凝膠膜的藥物包載提供了可行性。水凝膠膜的表面較殼聚糖膜表面稍微有些粗糙。 水凝膠膜的親水性能高于殼聚糖膜。水凝膠膜的柔韌性能優(yōu)于純殼聚糖膜。蛋白吸附實驗表明，水凝膠膜對BSA和LYZ的吸附量都明顯高于殼聚糖膜。MTT測試結(jié)果表明，殼聚糖水凝膠膜具有良好的細(xì)胞相容性。將胎鼠成纖維細(xì)胞分散在膜表面培養(yǎng)，細(xì)胞能夠在CS膜與CS/GP水凝膠膜上良好的生長，這為CS/GP水凝膠膜應(yīng)用到