碳纳米管在壳聚糖温敏凝胶中的应用研究进展

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温敏性壳聚糖水凝胶研究进展

温敏性壳聚糖水凝胶研究进展
井波;王志强
【期刊名称】《国际骨科学杂志》
【年(卷),期】2006(27)2
【摘要】壳聚糖是一种聚阳离子的生物二聚体,具有良好的组织相容性、生物可降解性和粘附性,在医学、生物学领域得到了深入的研究和广泛的应用.温敏性壳聚糖甘油磷酸钠是一种pH值中性的、在室温或低于室温时可长期保持液态、温度达体温时可凝胶化的材料,有望成为药物,尤其是生物大分子制剂的载体和细胞支架材料.该文介绍了温敏性壳聚糖水凝胶的制备、特性、机制和应用等方面的研究进展.【总页数】2页(P115-116)
【作者】井波;王志强
【作者单位】063000,河北,唐山,华北煤炭医学院附属骨科医院;063000,河北,唐山,华北煤炭医学院附属骨科医院
【正文语种】中文
【中图分类】R68
【相关文献】
1.温敏性乙二醇壳聚糖水凝胶的制备及药物缓释性能 [J], 李征征;徐子扬;高留意;曾威;赵琳琳
2.两种消毒方式对壳聚糖水凝胶温敏性能及模型蛋白体外缓释性能的影响 [J], 林思思;张新春;王安训;张灿;王焱
3.负载碱性成纤维细胞生长因子温敏性壳聚糖-胶原复合水凝胶可减缓小鼠心肌梗
死后心室的重构 [J], 陈思宇;李燕楠;颉丽英;刘司麒;范玉蓉;房昌星;张鑫;权家宇;左琳
4.负载碱性成纤维细胞生长因子温敏性壳聚糖-胶原复合水凝胶可减缓小鼠心肌梗死后心室的重构 [J], 陈思宇;李燕楠;颉丽英;刘司麒;范玉蓉;房昌星;张鑫;权家宇;左琳
5.壳聚糖/氧化石墨烯/透明质酸钠复合温敏性水凝胶的制备及理化性质 [J], 王雅倩;洪莹莹;宋健;詹玉林
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碳纳米管在壳聚糖温敏凝胶中的应用研究进展

碳纳米管在壳聚糖温敏凝胶中的应用研究进展宋志刚;李桂华;李晓娟;郭亚可【摘要】随着复合材料的功能化和智能化的发展,温度敏感性凝胶的研究也不断深入.碳纳米管具有良好的热传导、电磁、光学性能,而且具有较大的比表面积和吸附性能,将功能化碳纳米管与各种聚合物复合制备温敏凝胶,可以增强温敏凝胶的缓释性、温度敏感性、pH响应性等,同时温敏凝胶也可增加碳纳米管的生物相容性,本文综述了碳纳米管和温敏凝胶在生物医学领域中的相关研究进展.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)008【总页数】3页(P19-20,46)【关键词】碳纳米管;壳聚糖;温敏凝胶;药物缓释载体【作者】宋志刚;李桂华;李晓娟;郭亚可【作者单位】石河子市人民医院,新疆石河子 832000;玛纳斯佳园医院,新疆玛纳斯 832200;石河子大学,新疆石河子 832000;石河子大学医学院第一附属医院,新疆石河子 832000【正文语种】中文【中图分类】R917自1991年日本科学家饭岛澄男(S. Iijima)发现碳纳米管后[1]，基于较高的比表面积和吸附性能、良好的热传导使碳纳米管迅速成为许多领域中优良的材料[2]。

近年来，CNTs在生物医药领域的研究已经成为重点，CNTs可以用作疏水性药物、活性蛋白质、iRNA和cDNA载体材料[3]。

近年来，生物可降解的纳米粒子作为药物载体的研究已经引起人们广泛的关注，但是纳米粒子容易被网状内皮系统捕获而被快速清除[4]。

壳聚糖温度敏感性凝胶(简称壳聚糖温敏凝胶)具有良好的生理中性、可成半固体性、并可以作为药物、活细胞载体，从而使其在生物医学领域得到广泛关注[5-8]。

1 碳纳米管随着碳纳米管制备技术的不断完善，其研究方向已开始转向其功能化等方面，目前对于高分散性甚至可溶性的碳纳米管的研究已经越来越多，其功能化分为两种：非共价修饰和共价修饰[9]。

1.1 碳纳米管的共价功能化碳纳米管共价功能化的方法很多，其中羧基化及其衍生反应是修饰CNTs相对简单而且非常成熟的方法[10]。

壳聚糖_碳纳米管_壳聚糖半互穿网络水凝胶的机械性能及pH敏感性

2008年第66卷化学学报V ol. 66, 2008第5期, 541～544 ACTA CHIMICA SINICA No. 5, 541～544* E-mail: klhuang@Received August 29, 2007; revised October 31, 2007; accepted December 7, 2007.国家自然科学基金(No.50772133)和中南大学博士研究生创新课题(No. 134376211)资助项目.542化学学报V ol. 66, 2008本文将CNTs进行化学修饰, 先制备可溶于稀醋酸的碳纳米管-壳聚糖(CS-CNT)复合物, 然后将CS-CNT 引入壳聚糖(CS)凝胶网络, 制备了一系列不同CS-CNT 含量的半互穿网络凝胶, 同时考察了该半互穿网络水凝胶的溶胀和机械性质及pH敏感性. 结果表明, CS-CNT 共混CS制备的水凝胶力学性能显著提高, 且与原来的CS水凝胶一样, 具有pH敏感性.1 实验部分1.1 原料和仪器Galanz微波炉(P70D17TL-D5型, 顺德市格兰仕微波炉电器有限公司, 功率可调, 额定微波频率2450 MHz, 经加工引入了回流冷凝装置); 酸度计(PHSJ-3F, 上海精密科学仪器有限公司); 数控超声波清洗器(KQ-50DE, 昆山市超声仪器有限公司); 台式高速离心机(TGL-16G, 湖南星科科学仪器有限公司); 电子分析天平(AY220, 日本岛津制作所); FD-ICE 型冷冻干燥机(北京德天佑科技发展有限公司).多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes, MWNTs, 深圳纳米港有限公司, 纯度≥95%, 直径10～20 nm, 长度15～10 µm); 壳聚糖(生化试剂, 上海伯奥生物科技有限公司, 脱乙酰度≥90%); 戊二醛(化学纯, 中国医药集团上海化学试剂公司).1.2 水凝胶的制备1.2.1 壳聚糖-碳纳米管(CS-CNT)复合物的制备采用微波辅助氧化MWNTs: 将10 mL HNO3加入盛有MWNTs (200 mg)的圆底烧瓶中, 超声30 min, 混匀后转入微波炉内, 中档功率下微波辐射反应30 min. 将所得溶液冷却、稀释后抽滤, 并用二次蒸馏水反复洗涤至中性, 所得黑色固体室温下真空干燥, 得氧化碳纳米管MWNT-COOH. IR (KBr)ν: 3420 (w, OH), 1713 (w, C＝O), 1578 (w, C＝C) cm－1.将MWNT-COOH (100 mg)与壳聚糖(0.1 g壳聚糖溶于5 mL 2%的醋酸与10 mL DMF的混合溶液中制备)混合均匀, 置于微波炉内, 辐射反应20 min, 冷却后将所得物溶于2%醋酸溶液形成悬浮液, 调节pH值至6, 出现沉淀. 高速离心10 min, 取上层黑色溶液, 并调节pH值至8, 沉淀出目标产物. 离心分离后用无水乙醇洗涤所得沉淀, 40 ℃下真空干燥24 h, 得可溶性壳聚糖-碳纳米管(CS-CNT)复合物. IR (KBr)ν: 3446 (s, N—H); 1654 (m, C＝O); 1384 (m, C—N) cm－1.1.2.2 CS-CNT/CS半互穿凝胶的制备保持CS-CNT和CS的总质量在0.4 g不变的条件下, 称取不同质量比的CS-CNT和CS置于洁净烧杯中, 加入20 mL稀醋酸溶液, 搅拌溶解后, 再加入2 mL 2.5%的戊二醛溶液, 充分搅拌后倒入培养皿中, 30 ℃下放置24 h, 将所得凝胶切成规则小圆块. 将这些小圆块在室温下用蒸馏水浸泡 3 d, 并定期换水, 以除去残留单体和未交联的大分子. 最后将水凝胶在室温下晾 1 d, 放入冰箱速冻后真空冷冻干燥得多孔干凝胶. 所合成水凝胶的物质的投料组成见表1. 凝胶样品的编号为C0, C1,C2和C3, 分别代表CS-CNT在(CS-CNT＋CS)总量中的质量分数依次为0%, 2.5%, 5%和10%.表1 各样品的机械强度测试结果Table1Mechanical strength test results of all specimens Specimens Loading of CS-CNT/% Stress a/Pa Stress at break/Pa C0 0.0 91.35324.92 C1 2.5 122.58356.37 C2 5.0 185.42497.03 C3 10.0 313.77635.41 a应变为0.66时各样品所受的应力.1.3 水凝胶的pH敏感性从溶胀平衡后凝胶的去溶胀率和干凝胶的再溶胀率讨论水凝胶的pH值敏感性.将室温下在二次蒸馏水中充分纯化并达到溶胀平衡后的凝胶用湿润的滤纸吸去凝胶表面的水后称重记为m s, 然后将凝胶移到不同pH值的缓冲溶液中, 并开始记时, 隔一定时间后将其取出用湿润滤纸吸去凝胶表面的水后称重, 记为m t; 再将其真空干燥后称重, 记为m d; 在某一时间下, 凝胶的吸水量与平衡时的吸水量之比, 即为该时间的水保留率: WR＝(m t－m d)/(m s－m d),再以WR对时间作图即得凝胶的去溶胀动力学曲线. 以不同pH缓冲溶液中凝胶的去溶胀动力学曲线分析凝胶的pH敏感性.称取一定量的干凝胶, 记为m0; 置于不同pH值的缓冲溶液中至溶胀平衡后, 取出并用滤纸小心吸除水凝胶表面所带的水, 称其重量, 记为m e; 按下式计算凝胶的平衡溶胀率[9]:SR＝(m e－m0)/m01.4 水凝胶力学性质的测定参照文献[10], 用水压装置测定凝胶强度. 用打孔器切制横截面积A及高度H0的圆柱形凝胶样条, 以恒定的速度加水施压, 当样品被压缩一定的高度H i时, 称量所加水的重量, 即凝胶所承受的压力F. 压缩应变ε＝(H0－H i)/H0与应力σ＝F/A的关系可反映凝胶强度的大小[11], 其中所用样品的横截面积A＝1.7 cm2, H0＝0.5 cm.No. 5唐金春等：壳聚糖-碳纳米管/壳聚糖半互穿网络水凝胶的机械性能及pH 敏感性5432 结果与讨论2.1 水凝胶的pH 敏感性 2.1.1 退胀动力学测试图1为各凝胶样品在不同pH 值的缓冲溶液中的退胀动力学曲线. 从图中可以看出, 纯CS 凝胶具有明显的pH 响应性. 各凝胶在较低pH 值(pH ＝2.0)缓冲溶液中的去溶胀率较低, 即凝胶的水保留率较高; 随着pH 值的增加, 到中性时, 凝胶的去溶胀率最高; 而pH 值继续增加时, 凝胶的去溶胀率则降低. 在pH ＝2.2 的缓冲溶液中, 一方面CS 中的COOH 与CS 中的NH 2或CS-CNT 中的CONH 形成氢键, 使水凝胶具有内向的收缩力; 另一方面, CS 中的NH 2离子化成3NH ＋, 正电荷相互排斥, 使水凝胶内部的渗透压增大, 有利于水分的进入, 这两种相反的作用力作用的结果, 使水凝胶在酸性条件下, 去溶胀率较小. 而在碱性溶液中, CS 中的COOH 以COO －的形式存在, 凝胶网络中静电排斥, 但由于OH 与NH 2及CONH 形成氢键, 两方面的作用使水凝胶在碱性溶液中的去溶胀率居中. 当溶液接近中性时, 体系中COOH 与NH 2均以部分离子化的形式存在,静电相互吸引, 使凝胶网络收缩, 去溶胀率最大.从图1中还可以看出加入了CS-CNT 的凝胶与纯的CS 凝胶一样也具有明显的pH 敏感性, 会在较低和较高pH 缓冲溶液中去溶胀率低, 而在中性缓冲溶液中去溶胀率高, 而且不同的加入量对pH 敏感性的影响不大. 这主要是由于所加入的是与CS 一样可以溶解于稀醋酸溶液的CS-CNT, 制备凝胶时能与CS 充分混合. 2.1.2 水凝胶再溶胀率冷冻干燥后制得的不同CS-CNT 含量的干凝胶在不同pH 值缓冲溶液中的平衡溶胀特点见图2. 从图中可以看出, 加入CS-CNT 后的凝胶的溶胀率比纯的凝胶小, 但都有相似的pH 响应性, 这一点也与凝胶的去溶胀曲线相吻合.凝胶在酸性较强时, 平衡溶胀率较高; 酸性减弱, 溶胀率降低; 但是当碱性进一步增强, 溶胀率又有回升的趋势. 因此, 我们认为: 侧链氨基是壳聚糖pH 敏感性的主要基团, —NH 2质子化与溶液的酸性强弱相关, 凝胶在酸性介质中随酸性减弱溶胀度逐渐变小; 在碱性介质中, 氨基以游离状态存在, 且氢键作用增强, 所以在中性或碱性介质中, 其溶胀率很小.图1 干凝胶在不同pH 值的缓冲溶液中的去溶胀动力学曲线Figure 1 Dynamic deswelling curves of xerogels in buffer solution at different pH values(a) pH ＝2.0; (b) pH ＝4.4; (c) pH ＝7.4; (d) pH ＝9544化学学报V ol. 66, 2008图2干凝胶的平衡溶胀比随pH的变化Figure2Equilibrium swelling ratio of hydrogels as a function of pH value2.2 水凝胶力学性质的测定表1为各样品的机械性能测试结果. 从表中可以看出, 在应变为0.66时, 纯CS凝胶所受的应力只有91.35 Pa, 而随着CS-CNT含量的增加, 凝胶所受的应力也增加; 当CS-CNT含量为10%时, 应力增大到313.77 Pa. 在凝胶产生相同应变的条件下, 所需的应力越大, 说明凝胶的强度越大. 而凝胶破裂所需的应力也随着CS-CNT的含量的增加而增大. 凝胶C0破裂的应力为324.92 Pa, 而C3破裂应力增加到635.41 Pa.图3为凝胶的应力应变曲线. 从图中也可以看出, 就同一个样品来说, 应变较小的时候, 应力的增大能显著增加应变; 而随着应变的增加, 要产生相同的应变变化需要更大的应力的增加. 而从各个样品比较来看, 随着CS-CNT的含量的增加, 凝胶所能承受的强度也越来越大. 当应变为0.66时, 含10% CS-CNT的凝胶承受的应力是普通CS凝胶的3.43倍. 由此, 我们可以得出结论, CS-CNT在凝胶网络中起到了增强力学强度的作用, 这种增强作用主要来自CNTs优异的机械性能.如果碳纳米管与聚合物的相容性差, 碳纳米管则无法均匀分散在聚合物中, 加入CNTs很难像预期那样增强机械性能. 本试验设计制备的CS接枝CNTs复合物CS-CNT, 再用CS-CNT与CS共混制备了半互穿网络凝胶. 因改性后的CS-CNT能溶解于稀醋酸中, 不存在CNTs的易团聚及与聚合物的界面强度低等缺点; 且CS-CNT与CS相容性好, 可混合均匀; CS-CNT与CS 之间有较好的协同作用, 这些是增加凝胶机械强度的重要因素.3 结论采用冷冻干燥法制备了CS-CNT/CS 半互穿网络水图3各样品的应力-应变曲线Figure3Stress-strain curves for specimens凝胶. 力学性质测试表明加入CS-CNT可显著提高CS 凝胶的机械强度, 随着CS-CNT含量的增加, 凝胶所能承受压力的强度也增大; pH敏感性测试结果表明, 加入CS-CNT并不改变CS水凝胶本身的pH敏感性; 水凝胶再溶胀率试验则表明, 在酸性介质中CS-CNT/CS凝胶的平衡溶胀率较大, 而在中性或碱性介质中, 其平衡溶胀率较小.References1 Yang, L. L.; Liang, G. Z. Mater. Rev. 2007, 21, 112 (in Chi-nese).(杨连利, 梁国正, 材料导报, 2007, 21, 112.)2 Iijima, S. Nature1991, 354, 56.3 Ajayan, P. M.; Ebbesen, T. W. Rep. Prog. Phys. 1997, 60,1025.4 Klumpp, C.; Kostarelos, K.; Prato, M.; Bianco, A. Biochim.Biophys. Acta2006, 1758, 404.5 Balasubramanian, K.; Burghard, M. Anal. Bioanal. Chem.2006, 385, 1618.6 Shia, X. F.; Sitharaman, B.; Phama, Q. P.; Liang, F.; Wu, K.;Billups, W. E.; Wilson, L. J.; Mikos, A. G. Biomaterials2007, 26, 4078.7 Tong, X.; Zheng, J.-J.; Lu, Y.-C.; Zhang, Z.-F.; Cheng,H.-M. Mater. Lett. 2007, 61, 1704.8 Xu, M.; Zhao, J.-S.; Chen, L. J. Tianjin Polytechnic Univ.2006, 25, 1 (in Chinese).(许明, 赵家森, 陈莉, 天津工业大学学报, 2006, 25, 1.)9 Liu, Y.-Y.; Fan, X.-D.; Zhang, S.-C. Acta Polym. Sin. 2002,(5), 618 (in Chinese).(刘郁杨, 范晓东, 张双存, 高分子学报, 2002, (5), 618.)10 Cai, Y.; Huang, J, K. CN 02271486. 3, 2003.11 Zhang, Y.-Q.; Ha, H.-F. Acta Polym. Sin. 2001, (4), 485 (inChinese).(张艳群, 哈鸿飞, 高分子学报, 2001, (4), 485.)(A0708283 DING, W. F.; FAN, Y. Y.)。

壳聚糖温敏凝胶的研究进展

第45卷第24期2017年12月广　州　化　工Guangzhou Chemical IndustryVol.45No.24Dec.2017壳聚糖温敏凝胶的研究进展辛宝萍1,李晓娟2,郭亚可1(1石河子大学医学院第一附属医院药剂科,新疆　石河子　832000;2石河子大学,新疆　石河子　832000)摘　要:壳聚糖温敏凝胶是一种pH 中性,在室温或者低于室温时能够保持液体状态,当温度升高至生理温度(37℃)后,能够形成半固体凝胶,因其独特的特性被广泛应用于各个领域,尤其在医药方面成为研究的热点㊂本文主要介绍了目前常见的壳聚糖温敏凝胶及其在药物缓释体系和组织工程中的研究进展,为其在医药领域中应用提供一定的参考㊂关键词:壳聚糖;温敏凝胶;药物缓释载体;组织工程　中图分类号:R917 　文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2017)24-0047-04第一作者:辛宝萍(1979-),女,药师,主要从事医院药学研究㊂通讯作者:郭亚可(1986-),男,主管药师,主要从事医院药学研究㊂Research Progress on Chitosan Thermo-sensitive GelXIN Bao -ping 1,LI Xiao -juan 2,GUO Ya -ke 1(1The First Affiliated Hospital of Medical College of Shihezi University of Xinjiang,Xinjiang Shihezi 832000;2School of Pharmacy,Medical College,Shihezi University,Xinjiang Shihezi 832000,China)Abstract :The chitosan thermo-sensitive gel can keep the liquid state at room temperature or low temperature,and transform to semisolid hydrogels when the temperature rises to the physiological temperature (37℃).The chitosan thermo-sensitive gel are widely used in various fields,due to its unique features,especially medicine is becoming a hot spot of research.The current common chitosan temperature sensitive gel and its research progress in drug release system and tissue engineering were mainly introduced.It provided some reference for its application in medicine field.Key words :chitosan;thermo-sensitive gel;drug controlled-release carrier;tissue engineering智能水凝胶是一种在水或者生物体液中能够溶胀且保持大量水分㊁不能溶解的交联高分子聚合物,其是智能高分子材料的一个重要分支㊂智能水凝胶具有轻度化学交联与分子链间相互缠绕的三维网络结构,使得亲水的小分子能够在水凝胶中扩散㊂原位凝胶又称在位凝胶,其形成机制是通过pH㊁温度或离子强度等刺激聚合物,使聚合物在生理条件下发生分散状态或者空间构象的改变,从而由液态转变成半固体凝胶状态㊂根据响应条件的不同,原位凝胶可以分为温度敏感型㊁离子敏感型㊁pH 敏感型㊁光敏感型等,其中研究最广泛和成熟的是温度敏感型原位凝胶㊂温敏凝胶(Thermosensitive hydrogel)是指以液体给药后,在用药部位因生理温度(37.0℃)变化刺激产生相应的物理结构或化学性质变化而形成非化学交联的半固体制剂,温敏凝胶在室温或者低于室温时能够保持液体状态,当温度升高至生理温度(37℃)后,能够形成半固体凝胶,因而被广泛用于体内药物缓释和生物组织工程等方面的研究[1-2]㊂温敏凝胶不仅可以有效减少药物损失,延长药物作用时间,改善药物的生物利用度[3],还可以填充组织缺损[4-5],实现响应环境温度变化的智能化给药㊂1　壳聚糖温敏凝胶壳聚糖(Chitosan,CS)是甲壳素脱乙酰化反应得到的一种碱性氨基多糖,它具有很好的生物相容性和生物降解性,所以,常作为一种良好的药物缓释载体,如在微球㊁微囊以及凝胶等缓释剂型中被广泛应用,其不溶于水和有机溶剂,但是,当pH <6.2时,壳聚糖上游离胺基(-NH 2)质子化(-NH +3),使壳聚糖分子间产生静电斥力形成溶液;当pH >6.2时,壳聚糖分子间静电斥力减小就会生成沉淀析出[6],因而极大的限制了它的应用范围㊂温敏凝胶不但继承了传统局部给药系统的特点,而且还具备其特有的优点[7-8]:(1)临床应用方便㊂溶胶在室温或者低于室温下(约25.0℃)呈流动态的溶胶(Sol),可以通过注射方式给药;(2)温度敏感性㊂载药溶胶进入人体后(约37.0℃),分子间相互作用力受到温度升高的影响而改变,从而发生溶胶-凝胶(Sol-Ge1)物理相变,从而在用药部位形成含有大量药物的储备库;(3)药物缓释性;(4)应用范围广㊂无需通过化学试剂或者机械力就能实现溶胶-凝胶之间的相变,非常有利于蛋白质㊁多肽以及基因药物等的传递㊂48　广　州　化　工2017年12月2　常见壳聚糖温敏凝胶2.1　壳聚糖-甘油磷酸钠温敏凝胶Chenite 等[9]利用甘油磷酸钠(Glycerophosphate,GP)中和壳聚糖(Chitosan,CS)后,得到了pH 值呈中性(6.8~7.2),而且在室温下,其能长时间保持液态的壳聚糖-甘油磷酸钠复合物(CS /GP),该体系在生理pH 值(约7.0)㊁室温下呈液态,在生理温度(37.0℃)时可以形成凝胶,因此其在药物缓释和生物工程等领域已经得到了广泛的应用[10]㊂此外,CS /GP 体系中加入适量戊二醛㊁聚乙烯醇或聚乙二醇改性而得到的壳聚糖溶液[11],当温度升高时,也可以形成半固体状凝胶,且胶凝时间更短㊂在CS /β-GP 温敏凝胶的形成过程中包含静电作用破坏和氢键形成两个过程,具体如下:壳聚糖不能溶于水,是由于壳聚糖分子链上含有丰富的羟基(-OH)和氨基(-NH 2),他们之间存在着强烈的氢键作用,但是,壳聚糖上的氨基质子化形成氨基正离子(-NH +3)后,使其带上相同电荷而产生静电斥力,进而克服了原先分子链间的氢键作用,使壳聚糖分子溶于酸性溶液,如图1(A)所示㊂CS /β-GP 体系中,在较低的温度下,壳聚糖氨基正离子通过静电吸引弱碱性的β-GP(带负电),此时壳聚糖上的电荷被中和,基于β-GP 的空间位阻效应,使CS 分子链无法接近,因此,壳聚糖凝胶体系依然呈自由流动的溶液状态,见图1(B)㊂随着温度升高,CS 氨基正离子上的质子热运动逐渐增强,当达一定温度后,β-GP 可以夺取质子而脱离壳聚糖分子,如图1(C)所示㊂此时,一方面壳聚糖没有β-GP 的空间位阻,另一方面壳聚糖不带正电荷,所以,壳聚糖分子链间会迅速形成氢键而形成凝胶,如图1(D)所示㊂图1　壳聚糖/β-甘油磷酸钠体系胶凝化示意图Fig.1　The scheme of the gelation process of CS /β-GP system2.2　壳聚糖-聚乙烯醇温敏凝胶肖玲等[12]以牛血清白蛋白(BSA)为模型药物,制备了含壳聚糖/三聚磷酸钠载药粒子的壳聚糖/聚乙烯醇(CS /PVA)温敏凝胶,与单纯的CS /PVA 温敏凝胶相比,加入载药粒子后CS /PVA 温敏凝胶结构更加致密,其强度为510Pa,而未加载药粒子的温敏凝胶的强度为240Pa,前者较后者增加了一倍左右,缓释实验说明将BSA 负载于纳米粒子再加入到温敏凝胶中,药物没有出现突释现象,释放速度较慢而且平稳,缓释效果良好,14.0d 累积释放了32%,而直接载药温敏凝胶中BSA 的释放有突释现象,前2.0d 释放速度较快,5.0d 后BSA 积累释放率就达到93%,说明纳米粒子的加入可以明显改善温敏凝胶的缓释性㊂Tang 等[13]通过研究壳聚糖/聚乙烯醇(CS /PVA)温敏凝胶发现:CS /PVA 温敏凝胶的形成取决于两个作用:一是低温下壳聚糖分子链以及与水分子之间的氢键作用,避免了壳聚糖糖链之间的相互缠绕;二是当温度升高后,氢键作用被破坏,壳聚糖分子链之间的疏水作用促进了凝胶的形成㊂PVA 分子只是物理性地缠绕于壳聚糖中,二者之间并无化学反应,只有氢键作用,包括PVA 的羟基与CS 的羟基之间㊁PVA 的羟基与CS 的氨基之间以及PVA 与水分子之间的氢键,如图2(a)所示;当温度升高时,分子间的氢键作用减弱,CS 糖链的疏水作用增大,导致CS 聚集,最终形成CS /PVA 温敏凝胶,如图2(b)所示㊂图2　壳聚糖/聚乙烯醇体系胶凝化示意图Fig.2　The scheme of the gelation process of CS /PVA system2.3　其他常见壳聚糖温敏凝胶目前,壳聚糖温敏凝胶存在的主要问题是[14]:(1)药物和壳聚糖之间的作用很弱,致使凝胶中的药物容易形成结晶;(2)溶胶-凝胶相变速率过慢;(3)壳聚糖亲水性不够,浓度较低,导致凝胶骨架的强度低㊁含水多且水份易流失;(4)通过溶蚀㊁降解等过程,不能满足药物缓释性㊂为了能够满足原位植入给药的要求,目前常采用以下方法改善壳聚糖温敏凝胶的性能:(1)共混或互穿凝胶网络㊂此法可以提高胶凝速率㊁凝胶强度和缓控释作用,属于物理改造,一般无需引入有机溶剂,Sun 等[15]采用聚乙烯醇(PVA)共混入CS /GP 温敏凝胶体系中,从而使壳聚糖凝胶的强度㊁相变速度明显增高,而且也降低了其在体内的水分流失,从而保持了凝胶的三维网络结构,然而,有时共混㊁互穿凝胶的网络体系黏度较高,常常会给注射给药带来不便;(2)共价交联改造㊂使用小分子交联剂,如:乙二醛㊁京尼平和戊二醛等,交联改造壳聚糖凝胶[16-18],残留小分子会对组织产生毒性,所以多采用生物相容性好的聚合物大分子(聚乙二醇)作交联剂[19-20],通过调节温敏凝胶在水中的溶胀性,从而调节药物释放,最终,可以更有效避免小分子交联剂的毒性;(3)接枝共聚改造㊂接枝共聚改造一般包括:接入亲疏水性不同的高分子片段,影响分子间的氢键,改变其温敏性,Bhattarai 等[21]将PEG 和Park 等[22]将泊洛沙姆接枝到壳聚糖分子上,都可以形成良好的生物相容性的温敏凝胶,Gomes 等[23]将氨基酸㊁多肽如接枝到壳聚糖上,改善了其生物相容性㊂3　壳聚糖温敏凝胶的应用3.1　药物缓释载体壳聚糖温敏凝胶相变温度与人体体温非常相近,当以溶胶状态载入药物时,可用于注射给药,注射于皮下或组织,温度第45卷第24期辛宝萍,等:壳聚糖温敏凝胶的研究进展49变化发生相变形成凝胶,凝胶自身降解与药物扩散双重作用下,使药物缓慢释放,达到缓释效果㊂其pH值为中性,与人体内环境酸碱度接近,适合运载蛋白质㊁肽类等药物,不易破坏药物结构㊂邵雪[24]采用乳化交联法制备壳聚糖改性明胶pH 敏感型复合高聚物(PolyG-C)负载的盐酸阿霉素微粒,采用最佳配方,制备的Dox@PolyG-C的平均粒径为257nm,分散度PDI为0.26㊂在pH=7.4和6.4的缓冲溶液中的释药量分别为45%和90%(48h内),该凝胶具有较好的pH敏感性,且具有很好的缓释性,有利于药物在体内长距离的输送和靶点释放㊂李征征等[25]通过N-乙酰化反应,将乙二醇壳聚糖制成了新型温敏性高分子乙酰化乙二醇壳聚糖,并载带抗癌药物吉西他滨,研究发现乙酰度为89.90%时,质量分数为5%~7%的水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有良好的缓释性,载药凝胶的释药时间可达3~5d㊂乙酰化乙二醇壳聚糖有望广泛应用于药物释放及组织工程等领域㊂李晓娟等[26]制备了具有双缓释性的氨基化碳纳米管-壳聚糖温敏凝胶,考察了其对PC12细胞毒性大小及毒性级别,并以NGF为模型药物,考察其缓释性能及对PC12细胞活性大小,结果表明其符合生物材料的安全评价标准,并且氨基化碳纳米管-壳聚糖温敏凝胶具有低毒性和良好的缓释性,可以作为良好的药物缓释性载体㊂陈奋等[27]制备平阳霉素壳聚糖温度敏感型原位凝胶,体外释药的研究显示,药物能持续释放10天以上,累积释放量达到85%以上㊂郭亚可等[28]制备了含MWCNTs-PEI复合物的CS/β-GP温敏凝胶具有快速凝胶化和良好的温敏性,可以作为良好的双缓释性载体㊂3.2　组织工程组织工程三维支架材料主要有两种:新型的可注射性支架即软”支架及传统的多孔支架,两者相比,软支架具有操作简单㊁创伤小㊁无需手术㊁减轻患者痛苦㊁可以以各种形状填充等优点㊂壳聚糖基可注射型温度敏感性水凝胶成为目前水凝胶研究热点之一,在组织工程中可作为组织包括骨㊁肌肉㊁腰间盘等的支架基材,也可用于包埋生长因子和细胞等㊂Zhang等[29]将制备的含有VEGF和BMP-2水凝胶递送到上颌窦底部,研究显示此法具有更深的不规则骨缺损再生的潜能㊂Zhao 等[30]通过苏木精-伊红染色㊁番红-O染色及II型胶原免疫组化染色等方法观察壳聚糖凝胶结合肋软骨细胞复合体对兔关节软骨缺损的修复作用,研究表明其对缺损关节软骨具有较好的修复效果㊂吴广升等[31]将负载含血小板血浆(PRP)和骨髓基质干细胞(BMSCs)的可注射性壳聚糖/β-甘油磷酸钠(C/GP)凝胶注射到牙周缺损模型中,与对照组相比,同时负载PRP和BMSCs的C/GP凝胶可有效促进牙周组织再生㊂4　结　语壳聚糖温敏凝胶以其独特的溶液-凝胶相变性质㊁良好的生物相容性及可降解性被广泛应用于药物载体㊁细胞载体及组织工程等领域㊂虽然壳聚糖温敏凝胶在生物医学领域研究取得了一定的成果,但它仍然存在一些问题有待于进一步解决,温敏凝胶通常孔径较大㊁含水量高㊁强度低,其中最突出的是:载药凝胶进入体内后,在形成凝胶之前存在突释”现象㊂一方面主要是由于凝胶形成较慢,液体存在时,药物释放较快;另一方面可能与凝胶在给药部位的形状有关,当以液态给药后,在体内形成的凝胶的形状不同,造成表面积不同,从而导致药物释放速率不同㊂将低毒性㊁良好的生物相容性和生物降解性㊁优良的机械性能和温度敏感性这几点完美结合起来,制备出新型㊁绿色的温敏凝胶是我们努力研究的主要方向㊂参考文献[1]　Muzzarelli R A.Chitins and chitosans for the repair of wounded skin,nerve,cartilage and bone[J].Carbohydrate Polymers,2009,76(2): 167-182.[2]　Yu L,Ding J.Injectable hydrogels as unique biomedical materials[J].Chem Soc Rev,2008,37(8):1473-1481.[3]　EI-Kamel A.In vitro and in vivo evaluation of Pluronic F127-basedocular delivery system for timolol maleate[J].International journal of pharmaceutics,2002,241(1):47-55.[4]　Dong J,Jiang S,Ping Q.Development of Injectable Biodegradable In-situ Forming Gel Implants[J].Progress in Pharmaceutical Sciences, 2007,31(3):109-113.[5]　郑俊民.药用高分子材料学[M].北京:中国医药科技出版社,2009:223.[6]　Chenite A,Buschmann M,Wang D,et al.Rheological characterisationof thermogelling chitosan/glycerol-phosphate solutions[J].Carbohydrate polymers,2001,46(1):39-47.[7]　Ma G,Miao B,Song C.Thermosensitive PCL-PEG-PCL hydrogels:Synthesis,characterization,and delivery of proteins[J].Journal of Applied Polymer Science,2010,116(4):1985-1993.[8]　Li Z,Guan J.Thermosensitive hydrogels for drug delivery[J].ExpertOpinion on Drug Delivery,2011,8(8):991-1007.[9]　Chenite A,Chaput C,Wang D,et al.Novel injectable neutralsolutions of chitosan form biodegradable gels in situ[J].Biomaterials, 2000,21(21):2155-2161.[10]Chenite A,Buschmann M,Wang D,et al.Rheological characterisationof thermogelling chitosan/glycerol-phosphate solutions[J].Carbohydrate polymers,2001,46(1):39-47.[11]Bhattarai N,Ramay H R,Gunn J,et al.PEG-grafted chitosan as aninjectable thermosensitive hydrogel for sustained protein release[J].Journal of Controlled Release,2005,103(3):609-624. [12]肖玲,张煦.含载药粒子壳聚糖温敏性水凝胶的制备及性能[J].武汉大学学报(理学版),2009,55(3):295-299.[13]Tang Y,Du Y,Hu X,et al.Rheological characterisation of a novelthermosensitive chitosan/poly(vinyl alcohol)blend hydrogel[J].Carbohydrate polymers,2007,67(4):491-499.[14]王于杰,蒋国强,孙佳丽,等.温敏凝胶原位植入给药系统的研究进展[J].精细化工,2013,30(1):1-6.[15]Sun J,Jiang G,Wang Y,et al.Thermosensitive chitosan hydrogel forimplantable drug delivery:Blending PVA to mitigate body response and promote bioavailability[J].Journal of Applied Polymer Science,2012, 125(3):2092-2101.[16]Zan J,Chen H,Jiang G,et al.Preparation and properties ofcrosslinked chitosan thermosensitive hydrogel for injectable drug delivery systems[J].Journal of applied polymer science,2006,101(3):1892-1898.[17]Martinez L,Agnely F,Leclerc B,et al.Cross-linking of chitosan andchitosan/poly(ethylene oxide)beads:A theoretical treatment[J].European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics,2007,67(2):339-348.[18]Yuan Y,Chesnutt B,Utturkar G,et al.The effect of cross-linking ofchitosan microspheres with genipin on protein release[J].Carbohydrate Polymers,2007,68(3):561-567.[19]Tanuma H,Kiuchi H,Kai W,et al.Characterization and enzymaticdegradation of PEG-cross-linked chitosan hydrogel films[J].Journal of Applied Polymer Science,2009,114(3):1902-1907.(下转第78页)第45卷第24期2017年12月广　州　化　工Guangzhou Chemical IndustryVol.45No.24Dec.2017仿生界面材料用于油水分离领域的研究进展及建议*张雪梅,高晓明,牛风兴,杨晓霞,李金辉(陕西省化学反应工程重点实验室,延安大学,陕西　延安　716000)摘　要:近年来海洋原油污染问题引起严重的环境污染和生态破坏,迫切需要一种高效,低廉,环境友好的方法来进行油水分离㊂随着仿生界面材料的发展,该材料已被广泛的应用于用于油水分领域㊂本文从油水分离的极端润湿性表面的三种形式入手,分别介绍了国内外超疏水材料用于油水分离领域发展现状,对超疏水材料用于工业生产提出了几点建议㊂关键词:油水分离;仿生界面;材料;建议　中图分类号:TQ 028.8 　文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2017)24-0050-06*基金项目:延安大学校级项目(No:YDK2015-68);陕西省教育厅重点实验室项目(No:17JS141);校级大学生创新训练计划项目(D2017006)㊂第一作者:张雪梅(1987-),女,讲师,主要从事功能材料的研究㊂Research Progress and Suggestion of Bionic Interface Materialsfor Oil and Water Separation *ZHANG Xue -mei ,GAO Xiao -ming ,NIU Feng -xing ,YANG Xiao -xia ,LI Jin -hui(Shaanxi Key Laboratory of Chemical Reaction Engineering,Yan’an University,Shaanxi Yan’an 716000,China)Abstract :In recent years,the oil pollution has caused serious environmental pollution and ecological destruction,and it is urgent to have an efficient,low and environmentally friendly method for the separation of oil and water.With the development of bionic interface materials,this material has been widely used in the field of oil and water.Based on three forms of the surface wettability by oil -water separation,the domestic and foreign current situation and development of superhydrophobic materials used for oil -water separation fields were introduced respectively,some suggestions for industrial production of the superhydrophobic material were put forward.Key words :oily water separation;bionic interface;materials;suggestions含油废水主要包括油田废水,炼油厂和石油化工厂的废水,油轮的压舱水㊁洗舱水㊁机舱水,油罐(槽)车的清洗水等㊂这是造成环境油污染,特别是海洋油污染的主要来源,如何高效地处理油类对水资源的污染已经引起社会多方面广泛关注㊂传统油水分离[1-3](重力法㊁离心法㊁气浮法㊁吸附法㊁生物法和化学法等)技术的局限性(分离时间长㊁操作繁冗㊁分离效率不稳定,对工人的经验依赖性强,不能够实现连续化分离等)已经不能满足现代工业的发展的要求㊂随着仿生界面材料的快速发展,油水分离也进入到了新的篇章,通过赋予油水分离材料超疏水性和超亲水性等仿生界面的性能,提高材料对油水混合物的选择性能,实现油水混合物的高效分离[4-6]其主要依据便为材料界面对油和水亲和力的不同可以选择性地吸收油或水同时排斥另一组分㊂1　油水分离仿生界面材料1.1　超亲水/超疏油的油水分离材料江雷等[7]制备了超亲水/超疏油的油水分离材料,将清洗过后的不锈钢网浸渍在丙烯酰胺单体溶液㊁N,N-亚甲基双丙烯酰胺㊁2,2-二乙氧基苯乙酮㊁聚丙烯酰胺混合溶液中㊂将该材料应用于油水分离中,可以得到优良的分离效果㊂Liu 等[8]采用是化学一步处理法在铜网上构建得到超亲水-水下超疏油无机网膜,该网膜在水下可使1,2-二氯乙烷达到159°的油接触角,显示出极佳的水下排油性能,分离效率可达到99.2%,且该网膜可耐酸耐碱耐高温,显示出较为乐观的应用前景㊂Yin 等[9]通过飞秒激光直写技术在不锈钢网表面快速制备了大面积nanoripple 结构,所制备的材料表面具有超亲水,水下超疏油的特性,并具有高达99%的油液分离能力㊂同时,该材料表现出较强的抗腐蚀和耐磨损性能㊂为海洋石油泄漏的清洁和原油收集提供了一种有效的制备途径㊂Ge 等[10]将静电纺丝与静电雾化技术相结合,首次以高孔隙率的静电纺亲水聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜为基体,通过静电雾化技术在纤维膜表层构筑出具有微/纳多级结构的分离功能层,该结构中的亲水性SiO 2颗粒和PAN 微球显著增强了膜材料的Cassie 润湿效应,赋予了分离膜超亲水特性(水接触角0°)㊂所得分离膜的高孔隙结构与选择润湿性的协同作用使其对油水乳液(正己烷/水)的分离通量最高可达6290L /m 2㊃h,分离后水中含油量<10ppm,且材料还具有优异的循环使用性能,在重复使用10个循环后,仍可保持稳定的油水乳液分离性能㊂。

水溶性壳聚糖功能化碳纳米管的研究

本文链接:/Thesis_Y1673
水溶性壳聚糖功能化碳纳米管的研究
姓名:李英
申请学位级别:硕士
专业:化学工程与技术
指导教师:纪培军
20100531
水溶性壳聚糖功能化碳纳米管的研究
作者:李英
学位授予单位:北京化工大学
1.吴子刚壳聚糖共价接枝碳纳米管复合材料的制备及性能研究[学位论文]2007
2.吴子刚.林鸿波.封伟.Wu Zigang.Lin Hongbo.Feng Wei碳纳米管/壳聚糖复合材料[期刊论文]-化学进展2006,18(9)
3.刘爱红.孙康宁.王菲.俞中平.LIU Aihong.SUN Kangning.WANG Fei.YU Zhongping壳聚糖对碳纳米管的表面修饰[期刊论文]-硅酸盐学报2008,36(2)

壳聚糖温敏水凝胶的质-构关系及研究进展

壳聚糖温敏水凝胶的质-构关系及研究进展孔明;程晓杰;陈西广【摘要】壳聚糖温敏水凝胶是一种非化学交联智能水凝胶，其成胶性能取决于凝胶组分，形成特定的质-构关系。

温和的制备条件和良好的生物活性，使壳聚糖水凝胶在组织工程、药物缓释，特别是细胞培养、液态栓塞剂等领域的研究应用取得了新进展。

综述了壳聚糖温敏水凝胶的分类、成胶性能、相变机制及其在生物医药领域研究和应用的新进展。

%Chitosan based thermosensitive hydrogel was a type of intelligent gel that was nonchemical-crosslinked,whose structures are closely correlated with specific ingredients.Its mildpreparation,desirable bioactivity and biocompatibility make it broadly applied in tissue engineering and drug controlled release.Nota-bly,its applications as fluid embolizing agent and cell culture matrix for ready harvest have attracted numerous attentions recently.This review intends to summarize its categorization,gelling behavior,mode of gelation and novel applications.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】6页(P8007-8012)【关键词】壳聚糖水凝胶;质构关系;温敏可逆相变;无酶处理;液体栓塞【作者】孔明;程晓杰;陈西广【作者单位】中国海洋大学海洋生命学院，山东青岛 266003;中国海洋大学海洋生命学院，山东青岛 266003;中国海洋大学海洋生命学院，山东青岛 266003【正文语种】中文【中图分类】TB381;Q8191 引言水凝胶是由聚合物网络及其内部的液体介质所组成的分散体系［1］。

温敏凝胶的研究进展

温敏凝胶的研究进展陈桂添;吴艳婷;时军;张慧迪【摘要】温敏凝胶因具相变特性被作为定点、定时、定量给药载体而成为近年来的研究热点.以＆quot;温敏凝胶＆quot;＆quot;凝胶材料＆quot;＆quot;给药途径＆quot;等为关键词,检索多个数据库,对温敏凝胶的给药途径、用药部位及应用情况等进行综述,为其在生物医药领域的研发及临床应用提供相关参考.【期刊名称】《广东药科大学学报》【年(卷),期】2017(033)004【总页数】5页(P556-560)【关键词】温敏凝胶;载体;给药途径;临床应用【作者】陈桂添;吴艳婷;时军;张慧迪【作者单位】广东药科大学中药学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】R943自田中丰一在1975年发现聚丙烯酰胺因响应温度的变化产生溶胀和收缩功能的温敏特性开始，温敏凝胶便受到了专家和学者的广泛关注[1]。

温敏凝胶(hermosensitive gels)是指以溶液状态给药后，利用高分子材料对外界温度的响应而在用药部位立即发生相转变，由液态转化为非化学交联半固体凝胶的制剂[2]。

应用于温敏凝胶的高分子材料，能随环境温度改变而发生一定的相变，具有最低临界溶解温度(lower critical solution temperature，LCST)，已被应用于注射给药、黏膜给药、直肠给药以及经皮给药等。

因温敏凝胶能随温度的变化而改变自身膨胀-收缩状态来控制药物的释放，故基于温敏凝胶的药物递送系统目前在癌症治疗和组织再生等领域得到广泛应用[3]。

本文对近年来温敏凝胶的凝胶材料分类、给药途径、用药部位及应用情况等作简要综述，为温敏凝胶的开发及临床应用提供相关参考。

按对温度变化的响应，温敏凝胶材料可分为2种类型：①温度低于LCST时凝胶一直呈收缩状态，当温度升高超过LCST时则处于膨胀状态，这种温敏凝胶被称为低温收缩型，如聚丙烯酸(PAA)和聚N,N-二甲基丙烯酰胺(PDMAAm)；②温度高于LCST时呈收缩状态，被称为高温收缩型，如聚异丙基丙烯酰胺[poly(NIPAAm)]。

壳聚糖及其衍生物温敏水凝胶研究进展及其应用

天然产物研究与开发Na t Prod R es Dev 2010,22:919 927文章编号:1001 6880(2010)05 0919 09d收稿日期:2009 10 09 接受日期:2009 11 24基金项目:科技部国际合作重点项目(2008DF A31640);教育部博士点基金项目(20070423013)*通讯作者Te:l 86 532 82032215;Em ai:l xgchen @ou c .edu .c n壳聚糖及其衍生物温敏水凝胶研究进展及其应用康传真,程晓杰,陈西广*中国海洋大学海洋生命学院.青岛266003摘要:壳聚糖基温度敏感性水凝胶具有原位成胶的特点,广泛应用于组织工程修复和药物释放载体的研究中。

近年来围绕壳聚糖及其衍生物温敏水凝胶的研究逐年增多,本文综述了近年来壳聚糖基温敏水凝胶的研究进展及其应用。

关键词:壳聚糖;甘油磷酸盐;温敏水凝胶;药物释放载体;组织工程中图分类号:R 944.1+5文献标识码:AThe Progress and Application of Therm osensitive HydrogelBased on Chitosan and Its DerivativesKANG Chuan zhen ,C H E NG X iao jie ,C HEN X i guang*College of M arine L i f e S cience .O cean Uni versity of China .Q i ngdao 266003,ChinaAbstract :Chitosan based t her m osensiti ve hydroge l cou l d undergo a liqu i d so lid phase transfo r ma ti on when i n j ec ted fro m room te m pe ra t ure environment to hu m an body .Ce lls ,pro te i ns and other drug s cou l d be i ncorporated i nto the hydrogel and the ir i n situ fi x ati on o r release cou l d be rea lized .So t h is hydroge l cou l d be app lied to cell transplantati on for ti ssue repa ir and drug deli very .In th i s paper ,t he deve l op m ent o f ch itosan based t her m osensiti ve hydrog el i s i n troduced ,and its appli ca ti on in tissue eng i nee ri ng and drug de livery are rev ie w ed i n deta i.lK ey word s :ch i tosan ;g lycerophosphate ;ther m osensiti ve hydroge ;l drug de li very ;ti ssue eng ineer i ng温度敏感水凝胶能够感受外界环境温度的变化而发生溶胶凝胶转变或者可逆体积转变,广泛应用于组织工程、药物释放系统等的研究。

壳聚糖水凝胶的温敏原理

壳聚糖水凝胶的温敏原理《壳聚糖水凝胶的温敏原理》壳聚糖是一种生物可降解的天然多糖，具有优良的生物相容性和生物可降解性，在医学领域有广泛的应用。

壳聚糖水凝胶是通过将壳聚糖溶解于适当的溶剂中，并在一定条件下进行交联反应而形成的。

这种水凝胶具有吸水性、生物相容性和温度敏感性等特点。

温敏性是指壳聚糖水凝胶对温度的响应能力。

在低温条件下，壳聚糖水凝胶呈现溶胶状态，具有良好的可注射性和可加工性。

而当温度升高到临界温度以上时，壳聚糖水凝胶会迅速从溶胶转变为凝胶状态。

这种温度敏感性对于药物输送、组织工程和细胞培养等领域具有重要意义。

壳聚糖水凝胶的温敏原理可归结为两个方面：聚电解质溶胶-凝胶相变和单体的疏水性改变。

首先，壳聚糖水凝胶的温敏性主要源于聚电解质的溶胶-凝胶相变。

壳聚糖水凝胶中的聚电解质由壳聚糖链上的阳离子与阴离子形成的电离对组成。

在低温条件下，这些电离对之间的静电作用力较弱，水凝胶处于溶胶状态。

当温度升高到临界温度以上时，水分子的热运动增强，导致溶胶中的电离对断裂，静电作用力减弱。

这使得壳聚糖水凝胶失去溶胶性，转变成凝胶状态。

其次，壳聚糖水凝胶的温敏性还与壳聚糖单体的疏水性改变有关。

在低温条件下，壳聚糖链上的羟基与水分子形成氢键，使得整个水凝胶呈现高度亲水性。

而当温度升高到临界温度以上时，壳聚糖链上的水分子与聚合物产生竞争作用，使得聚合物链变得疏水，从而导致水凝胶的亲水性降低。

这种疏水效应促使壳聚糖水凝胶形成空腔结构，并增强凝胶的稳定性。

综上所述，壳聚糖水凝胶的温敏原理主要包括聚电解质溶胶-凝胶相变和单体的疏水性改变。

这种特殊的温敏性使得壳聚糖水凝胶在药物输送、组织工程和细胞培养等领域具有广泛的应用前景。

壳聚糖水凝胶研究进展

2、壳聚糖凝胶剂
2.4 壳聚糖基温敏水凝胶的研究
壳聚糖水凝胶在医药领域的应用上有很多优点，但由于是天然材料所以在实际应用上也存在一定的缺点难以克服，所以通常会与其他的材料混用，改善性质。
（1）壳聚糖衍生物温敏水凝胶
壳聚糖分子的单糖残基上有三个活性基团分别是C2-NH2、C6-OH和C3-OH。在-NH2和 OH上能发生接枝反应，生成一系列壳聚糖衍生物如酷化反应、醚化反应等，从而制备得到溶解性能更好或具有其他特殊性能的壳聚糖衍生物。
（1）pH值敏感型壳聚糖水凝胶
物理型的pH值敏感型壳聚糖水凝胶在外界不同的pH值环境下会发生脱水收缩或吸水膨胀，从而控制药物的缓释。化学型的pH值敏感型壳聚糖水凝胶是通过分子链上的酸敏感化学键合，在酸性条件下化学键断裂，破坏化学交联的结构，从而释放出药物。
（2）磁敏感型壳聚糖水凝胶
这是一类溶胀行为能对外加磁场做出响应的由聚合物三维网络和磁性组分所构成的复合型。在外加磁场的作用下，磁敏感型凝胶能快速分离开，因此有望在细胞分离、酶固定化、药物靶向等领域被广泛地应用。
1、水凝胶剂
a) 药物：是凝胶剂最主要的成分，也是主要治疗疾病的物质。一般会根据药物的不同有不同的药物处方。
b) 赋形剂：构成药物辅料的无活性物质，为使混合物有粘性，以便制备剂型而加入的物质。它是一种不发生化学反应的药用混合物，其中加入一种具有疗效的药物或者通过它使其他成分胶合在一起。
c) 凝胶基质：凝胶的基质可以提高微乳液的黏附性和涂布性，也可以用作增稠剂，延缓药物在制剂中的扩散而发挥长效作用。基质有水性和油性两种，水性基质常由水、多糖类、纤维素及衍生物等组成；油性基质多由液体石蜡、脂肪油类组成。
➢ 水性凝胶基质通常由西黄芪胶、明胶、纤维素衍生物、聚羧乙烯、淀粉和海藻纳等加水、甘油或丙二醇等制成，此外常用基质还有聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、琼脂等；油性凝胶的基质常由液体石蜡与聚氧乙烯或脂肪油与胶体硅或铝皂、锌皂构成。制备凝胶剂时应根据药物的理化性质和结构特点选择合适的凝胶剂基质。

医用壳聚糖水凝胶研究进展

医用壳聚糖水凝胶研究进展文章主要探讨了医用壳聚糖水凝胶领域的研究情况，具体分析了医用壳聚糖水凝胶在药物释放、医用敷料和组织工程支架等细分领域的研究现状，收集了近年医用壳聚糖水凝胶的研究成果和发展趋势。

标签：壳聚糖；水凝胶；组织工程；药物释放；医用敷料甲壳素，又被称为几丁质，因其自身含有大量氨基多糖称为唯一的天然阳离子多糖，主要从甲壳生物的外壳或昆虫的外骨骼中提取得到。

甲壳素为由N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖通过β-1，4糖苷键形成多糖，即N-乙酰-D-葡萄糖胺的聚糖。

壳聚糖是甲壳素上的氨基的脱乙酰化产物，反应活性和溶解性均比甲壳素强。

壳聚糖在自然界中的含量位列第二位，仅低于纤维素，并且能够实现可循环利用，是理想的生物医用材料。

壳聚糖具有许多优良特性：对环境无污染，生物相容性和可降解性高，来源广泛，以及具备黏膜黏附性、抗菌活性等。

水凝胶是由水溶性高分子经过交联后形成的，交联网络结构能在水中膨胀但会分散，能够保持含水量高但并不溶剂的状态，可以达到几十甚至几百倍的吸水率，是很强的吸水材料，其中的液体水被固定于高分子三维网络结果当中，整个水凝胶体系可以保持良好的稳定性。

水凝胶质地柔软，与活体组织质感相近，具有良好的生物相容性使得它在生物医药领域具有广阔的应用前景，如，可作为药物缓释材料、蛋白质电泳、隐形眼镜、人造血浆和皮肤、组织填充材料、组织工程支架等。

壳聚糖水凝胶具有低毒性和高生物相容性，作为智能水凝胶是还具有pH或温度的敏感性，并且不影响药物本身的药效发挥，在用作药物缓释材料、组织工程支架、医用敷料等领域具有良好的应用前景。

[1]1 医用壳聚糖水凝胶药物释放体系药物释放系统包括有药物固定和药物的控制释放过程，凝胶本身因其网络结果能够很好的实现药物的存储固定，同时溶胀度的变化过程能够控制药物的释放速率，还容易在体内降解代谢。

因此，水凝胶在口服、口腔、鼻腔、阴道、直肠、眼部、注射等给药途径具有较大的应用潜力。

不同组分壳聚糖温敏凝胶材料理化性能评价

不同组分壳聚糖温敏凝胶材料理化性能评价
温敏凝胶材料中含有多种组分壳聚糖，其理化性能评价颇具挑战。

首先必须要明确的是，温敏凝胶中的以壳聚糖为核心的材料在温度上具备良好的可控性，且很容易分解，有非常出色的力学和一些非力学性能。

在温度较低的情况下，温敏凝胶材料的理化性能良好，表面适宜接触角、光滑性及易清洁性都有良好的表现；温度较高时，由于其聚合物结构变化，温敏凝胶材料会出现熔融行为，使得物性发生变化，同时保持着良好的透湿性、耐折性、耐冲击性能及表面活性机理。

温敏凝胶材料中壳聚糖组分也具有极强的药物稳定性。

在一定温度范围内具备良好的热稳定性，可抑制有毒成份的将其溶解，大大避免了对人体的负面影响。

同时，温敏凝胶材料的相容性也很好，一些有益的复合物成分和活性物质可以非常活跃地定量吸附在壳聚糖中，使得具有更丰富的药物吸收性，同时增加了材料的生物相容性，提高了药物的吸收度。

总之，不同组分壳聚糖温敏凝胶材料具有流变性好、抗拉强度高、耐酸碱性强且具备持久性，特别是其在医药领域受到重视，由于它具有温度控制和可生物降解性的特点，因此理化性能评价拥有高的价值。

碳纳米管-壳聚糖温敏凝胶的制备及表征

ｗ下辐照１ｉ时，系温度升高２ ℃ ，满足微波热疗的要求。０ｍｎ体６可关键词：纳米管；聚糖；敏性；效应碳壳温热
Ｋｅｒｓ：ａｂｎｎｎｔｂｙｗｏｄｃｒｏａｏｕｅ；ｃｉｏａｈｔｓｎ；ｔｅｍｏｅｓｔｖｔｈｒｓｎｉｉｉｙ；ｔｅｍａｆｃｈｒｌｅｅｔ
（ｎｉｅｎｅａｉＫｙＬｂｏ７，ＵｉｒｙｉＥｇｎｒｇＣｒｍｃｅａｍ础ｅｉｓｆｓｎｅｓ，ＪＭ２０６）ｖｉｔ５ｏ１
摘
要：以壳聚糖温敏凝胶为载体，碳纳米管分散到凝胶中，备出碳纳米管．聚糖温敏凝胶，用扫描电镜将制壳采
２卷２期８
２００９年４月
中国生物医学工程
学
报
Ｖ０．８１２
Ｎｏ．２
ＣｉｅｅＪｕｎｌｆＢｉｍｄｃｌｎｉｅｉｇｈｎｓｏｒａｏｅｉａｇｎｒｏＥｅｎ
Ａｐｌ２０ｉｒ０９
碳纳米管．壳聚糖温敏凝胶的制备及表征
物活性以及温度敏感等特性，因而逐渐成为药剂学、
医学以及生物医学工程领域研究的热点ｂ。
本研究采用壳聚糖温敏凝胶体系作为载体，将
碳纳米管分散到凝胶中，在充分利用壳聚糖温敏凝
胶的可注射特性及不可逆性的同时（于将热种子便
中图分类号

壳聚糖温敏凝胶作为卡介苗载体在膀胱肿瘤治疗中的应用研究

壳聚糖温敏凝胶作为卡介苗载体在膀胱肿瘤治疗中的应用研究张栋;孙鹏;李鹏;薛爱兵;张海洋;金讯波【期刊名称】《泌尿外科杂志（电子版）》【年(卷),期】2014(000)001【摘要】Objective In the former study,we developed a magnetic thermosensitive hydrogel as intravesical BCG delivery system,which was formulated with chitosan (CS),β-glycerophosphate (GP)and Fe3 O4 mag-netic nanoparticle (Fe3 O4 -MNP). The characteristics of the delivery system were determined and it could pro-long intravesical BCG residence time under an applied magnetic field. In this study,the antitumor effect and lo-cal immune activity of BCG loaded magnetic gel was evaluated. Methods The number and volume of tumors was recorded to identify the antitumor activity. Urinary cytokines analysis and immunohistochemistry study were ap-plied to determine the local immunity in bladder. Results In comparison to traditional BCG therapy for superfi-cial bladder tumor,BCG delivered by the gel system markedly increased the antitumor efficacy and induced a high local immunity in bladder. Conclusions The magnetic chitosan hydrogel developed in this work can increase the immunogenic potency of BCG and has great potential for use as a promising intravesical BCG delivery system for superficial bladder cancer.%目的：研究卡介苗的磁性凝胶载体，用以进行膀胱灌注，延长卡介苗在膀胱内的滞留时间，并验证其在膀胱内的抗膀胱肿瘤作用。

壳聚糖在纳米药物传递系统中的应用研究进展

壳聚糖在纳米药物传递系统中的应用研究进展引言：纳米药物传递系统作为一种新兴的药物传递技术，已经取得了显著的进展。

壳聚糖是一种天然的高分子材料，具有与生物组织相容性和生物可降解性的特点，逐渐成为纳米药物传递系统中的理想载体。

本文将就壳聚糖在纳米药物传递系统中的应用进行探讨，并着重介绍了壳聚糖的修饰和功能化、制备方法、药物载体特性、体内行为以及应用前景等方面的研究进展。

一、壳聚糖的修饰和功能化壳聚糖的修饰和功能化是提高其在纳米药物传递系统中应用的关键。

通过改变壳聚糖的化学结构、分子量和孔结构等性质，可以调控纳米粒子的药物释放速率和体内行为。

常见的壳聚糖修饰方法包括胜肽修饰、PEG修饰和阳离子修饰等。

例如，PEG修饰可以提高纳米药物传递系统的稳定性，并减少对免疫系统的认知，从而延长药物的循环时间。

二、壳聚糖纳米粒子的制备方法壳聚糖纳米粒子的制备方法多种多样，包括溶剂沉淀法、乳化方法、电泳沉积法等。

其中，溶剂沉淀法是最常用的制备方法之一。

该方法简单易行，能够控制纳米粒子的尺寸和形态。

此外，还可以通过改变溶剂和添加剂的种类、浓度和pH值等条件来调控纳米粒子的粒径和分散性。

三、壳聚糖纳米粒子的药物载体特性壳聚糖纳米粒子作为纳米药物传递系统的载体，具有多种良好的性质。

首先，壳聚糖纳米粒子具有较高的药物包封率和药物负载量，可以有效增加药物的有效浓度。

其次，壳聚糖纳米粒子表面带正电荷，可以与负电荷的药物相互作用，增强药物的结合和稳定性。

此外，壳聚糖纳米粒子还具有较好的生物相容性和生物可降解性，可以减少对人体的毒副作用。

四、壳聚糖纳米粒子的体内行为壳聚糖纳米粒子在体内能够通过被吞噬细胞摄取或通过靶向修饰与靶细胞结合，实现药物的靶向释放。

研究表明，壳聚糖纳米粒子能够通过肝脏和脾脏的吞噬细胞清除途径，实现药物在靶组织的富集和滞留。

此外，还可以通过改变纳米粒子的表面性质、尺寸和形状等参数来调控其药物在体内的行为。

五、壳聚糖在纳米药物传递系统中的应用前景壳聚糖作为纳米药物传递系统的理想载体之一，具有广阔的应用前景。

碳纳米管在水凝胶中的作用

碳纳米管在水凝胶中的作用
碳纳米管在水凝胶中主要起增强导电性和促进神经元分化的作用。

碳纳米管具有高导电性，可以传递电信号并增强神经元的兴奋性，从而刺激神经元分化。

此外，碳纳米管还被认为是一种潜在的生物材料，能够结合高导电性和生物相容性，从而促进神经再生。

通过将碳纳米管作为填料掺入水凝胶基质中，可以降低碳纳米管在人体组织中的直接暴露和潜在积累的风险，从而降低异常免疫细胞激活和成纤维细胞增殖的风险。

碳纳米管_壳聚糖复合材料_吴子刚

收稿:2005年11月,收修改稿:2006年2月*国家自然科学基金项目(No.50573057)与天津市自然科学基金项目(No.05YFJ MJC08800)资助**通讯联系人 e -mail:weifeng@碳纳米管壳聚糖复合材料*吴子刚林鸿波封伟**(天津大学材料科学与工程学院天津300072)摘要碳纳米管壳聚糖复合材料是一种具有生物和光电双重功能的复合材料。

本文在对碳纳米管和壳聚糖各种性质进行简单介绍的基础上,重点综述了碳纳米管与壳聚糖复合材料的各种复合方法、机理、主要应用以及存在的主要问题。

关键词碳纳米管壳聚糖复合材料中图分类号:O636.1;TB383 文献标识码:A 文章编号:1005-281X(2006)09-1200-08Carbon Nanotubes Chitosan CompositesWu Zigang Lin Hongbo Feng Wei**(School of Materials Science and Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China)Abstract Carbon nanotubes chitosan(C NT CS)composites have biologic and optoelectronic functions.With a brief introduction of the properties of carbon nanotubes and chitosan,the preparing methods and mechanism of composites,main applications,existent problems of CNT CS composites are revie wed emphatically in this paper.Key words carbon nanotubes;chitosan;composites1 引言自从1991年Iijima [1]发现碳纳米管以来,它的优良性能引起了人们广泛深入的研究。