雙酶交聯(lián)明膠-殼聚糖互穿網(wǎng)絡生物水凝膠的制備與表征.pdf

1、近年來，生物高分子水凝膠在生物醫(yī)用材料領域備受關注。制備一種高強度的生物高分子水凝膠，并保持天然高分子材料在生物相容性、生物可降解性上的優(yōu)勢仍然是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。但是，化學交聯(lián)法引入的交聯(lián)劑或引發(fā)劑對細胞有毒，物理交聯(lián)的水凝膠力學性能差，交聯(lián)點易于解體。為了改善水凝膠的力學強度，論文采用生物相容性的雙酶法交聯(lián)生物高分子來制備互穿網(wǎng)絡水凝膠(IPN)，并對其進行一系列的表征。
　　首先，通過EDC/NHS介導的偶聯(lián)反應，合成了

2、殼聚糖-對羥基苯丙酸(chitosan-PA)生物大分子前體，并進行了詳細表征;探討了chitosan-PA濃度、辣根過氧化物酶(HRP)濃度、H2O2濃度及chitosan-PA中PA取代度對酶交聯(lián)水凝膠凝膠化時間的影響。
　　其次，設計辣根過氧化物酶(HRP)催化chitosan-PA交聯(lián)形成一個網(wǎng)絡，谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG)催化明膠交聯(lián)形成另一個網(wǎng)絡，兩者組合制備具有IPN結(jié)構的高強度生物高分子水凝膠。通過旋轉(zhuǎn)流變儀監(jiān)測酶催化

3、明膠/chitosan-PA水凝膠交聯(lián)過程，結(jié)果證明明膠/chitosan-PA水凝膠具有互穿網(wǎng)絡結(jié)構。采用力學試驗機測試IPN水凝膠膜的力學性能研究，結(jié)果表明相較于半互穿網(wǎng)絡水凝膠，gelatin/chitosan-PA IPN水凝膠的拉仲強度值隨明膠濃度、chitosan-PA濃度、PA取代度的增大而增強。此外，分析了IPN水凝膠的平衡溶脹度、體外酶降解、透光性、細胞毒性、細胞黏附、細胞包裹實驗。結(jié)果顯示，雙酶催化交聯(lián)制備的IPN水

4、凝膠能促進細胞增殖、遷移、黏附，具有良好的生物可降解性和生物相容性。
　　最后，運用濕法紡絲工藝，采用雙酶（TG酶和HRP酶）交聯(lián)的方法制備明膠/chitosan-PA IPN水凝膠纖維?？杉徯栽囼灲Y(jié)果顯示，純明膠、純chitosan-PA均不具有可紡性。通過電子單纖維強力儀測試水凝膠纖維的力學性能，結(jié)果表明，IPN水凝膠纖維的斷裂強度隨明膠、chitosan-PA濃度增加而提高。采用稱重法研究纖維的溶脹率及生物可降解行為，并對I

5、PN水凝膠纖維的生物學性能進行了研究。結(jié)果表明，雙酶催化交聯(lián)制備的IPN水凝膠纖維具有良好的吸濕性、生物可降解性和生物相容性。文中，探索了水凝膠纖維的編織，得到了編織水凝膠纖維將有利于細胞浸潤，具有良好的力學強度，有望用于編織與組織及器官形狀相適應的支架。
　　本論文開發(fā)了一種雙酶催化交聯(lián)制備互穿網(wǎng)絡水凝膠的途徑，實現(xiàn)了同時賦予IPN水凝膠良好的力學強度和生物相容性的期望。雙酶交聯(lián)制備的明膠/chitosan IPN水凝膠在生物醫(yī)