壳聚糖即型水凝胶的理化性质、止血功能和生物相容性研究

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眼科植入材料的临床应用及生物相容性研究进展

眼科植入材料的临床应用及生物相容性研究进展摘要：眼科植入材料主要是指应用于眼科器质性损伤手术中的生物医用材料，理想的眼科植入材料应具备稳定的物理化学性质和较好的生物相容性。

义眼台植入术是当前眼科植入手术方面的主要术式，义眼台材料主要包括羟基磷灰石、硅凝胶、聚甲基丙烯酸甲酯、水凝胶等，而义眼台植入时均需包裹物，常用的包裹材料主要有胶原蛋白海绵、巩膜、羊膜、脱细胞真皮等。

义眼台及其包裹物的生物相容性是决定其是否能够有效治疗的关键，故本文着重对义眼台及其包裹物的生物相容性进行分析，进而对眼科植入材料的生物相容性的研究进展进行阐述。

关键词：眼科植入材料；生物相容性；义眼台；羟基磷灰石眼科疾病的临床治疗与眼部的美容保健是医学的重要组成部分，眼部的美容保健与治疗往往需要采用生物医用材料，尤其是眼科器质性损伤，往往需要植入人工材料，以替代眼部组织的相关功能。

理想的眼科植入材料需具备稳定的物理化学性质、良好的生物相容性、良好的组织耐受性，并且不应引起抗原反应、排斥反应、刺激、不适感等，而其中生物相容性主要是指宿主机体组织对植入材料产生反应的一种性能，其决定了眼科植入手术后的预后效果，因此，生物医学方面对眼科植入材料的研究应更加深入[1]。

目前，眼科植入手术最为常用的植入物为义眼台，常用的义眼台材料有羟基磷灰石、硅凝胶、聚甲基丙烯酸甲酯、水凝胶等，而义眼台植入时均需包裹物，常用的包裹材料主要有胶原蛋白海绵、巩膜、羊膜、脱细胞真皮等，本文就义眼台及其各种包裹物的生物相容性进行了分点阐述，借此对眼科植入材料与宿主之间的生物相容性进行探讨。

现综述如下。

一、义眼台材料义眼台植入术实质上与眼球摘除术是同一个手术，在医学技术不发达时期，多采取眼球摘除术，这类患者多因严重外伤或恶疾而必须摘除眼球，在眼球摘除后无法进行人工义眼台的植入，导致手术后患者的眼球缺失。

而随着医学技术的不断发展，羟基磷灰石义眼台的出现使义眼台植入术成为可能，通过植入义眼台，可使患者眼部活动时带动义眼台进行活动，从而有效满足患者的美观需求，被广泛应用于治疗眼球摘除矫正或眼睑凹陷畸形。

壳聚糖的生物学特性与应用

壳聚糖的生物学特性与应用壳聚糖是一种由葡萄糖基单元组成的生物高分子，在自然界中广泛存在于贝壳、虾、蟹等海洋生物的外壳中。

壳聚糖具有许多生物学特性，如生物相容性、生物可降解性和生物活性，因此被广泛研究并应用于医药、食品、化妆品、环境保护等领域。

作为一种生物高分子，壳聚糖的生物相容性非常好，具有良好的组织相容性和生物降解性。

这些特性使得壳聚糖被广泛应用于医药领域。

例如，在制备缓释药物领域中，壳聚糖可以用于制备低毒性、高效率的缓释药物；在制备组织工程材料中，壳聚糖可以与其他生物材料结合，制备具有良好生物相容性的组织工程材料，如人工软骨、人工骨等。

另外，壳聚糖还具有一定的生物活性，如抗菌活性、抗氧化活性和免疫调节活性。

因此，在食品、化妆品以及保健品领域也有广泛应用。

例如，在制备食品保鲜剂领域中，壳聚糖可以作为天然保鲜剂，将食品的存储寿命延长；在制备化妆品中，壳聚糖可以作为天然保湿剂，增强化妆品的保湿效果。

此外，壳聚糖还具有对环境的保护作用。

由于壳聚糖可降解性好，且在自然界中较易被分解和吸附，因此是一种很好的环保材
料。

在环保领域中，壳聚糖可以用于处理水中的重金属离子和有
机物，以及生物膜的制备等。

总的来说，壳聚糖具有广泛的应用前景。

由于其生物相容性好、生物可降解性强、生物活性高和对环境的保护作用，使得壳聚糖
在医药、食品、化妆品、环保等领域中得到广泛应用。

未来，壳
聚糖的应用领域还将不断扩展，成为一种重要的生物高分子材料。

壳聚糖的结构_性质和应用

壳聚糖的结构_性质和应用壳聚糖（Chitosan）是一种重要的生物高分子材料，在生物医学、食品、环境和农业领域有广泛的应用。

它是由葡萄糖与脱乙酰化合而成的线性共聚物，具有多种独特的化学性质和生物功能。

下面将详细介绍壳聚糖的结构、性质和应用。

壳聚糖的性质：1.可降解性：壳聚糖是可生物降解的材料，可以通过酶或微生物的作用在自然环境中迅速降解，不会对环境造成污染。

2.生物相容性：壳聚糖具有良好的生物相容性，能够与生物体组织亲和，不会引起免疫反应和排斥反应，适用于生物医学领域的应用。

3.凝胶性：壳聚糖在酸性溶液中易形成凝胶，可以通过调节pH或温度控制凝胶的形成和溶解，具有良好的胶体稳定性。

4.亲水性：壳聚糖具有较强的亲水性，能够吸附水分并保持水分平衡，可以用于保湿剂和水凝胶材料的制备。

5.电荷性：壳聚糖是一种阳离子高分子，表面带正电荷，可以与带负电荷的物质发生吸附和离子交换反应。

6.生物活性：壳聚糖具有抗菌、抗氧化、促进伤口愈合、增强细胞黏附和生长等生物活性，有助于促进组织修复和治疗。

壳聚糖的应用：1.医药领域：壳聚糖具有良好的生物相容性和生物活性，可以用于制备药物输送系统、伤口敷料、组织工程支架、缓控释药物等。

其独特的凝胶性质可以用于制备药物凝胶和水凝胶材料。

2.食品工业：壳聚糖具有保湿、抗菌和稳定乳化等性质，在食品加工中常用作食品包装材料的抗菌涂层、保湿剂、稳定剂和乳化剂等。

此外，壳聚糖还可以用于食品油脂的净化、脱色和脱臭等处理过程。

3.环境保护：壳聚糖具有吸附重金属离子、有机物和染料等的能力，在环境污染的治理中有广泛应用。

壳聚糖还可以用于水处理、土壤修复、污水处理和废气处理等领域。

4.农业领域：壳聚糖可以作为植物生长调节剂和农药增效剂等农业化学品的新载体和添加剂。

壳聚糖也可以制备水凝胶耕作剂、农药缓控释剂和土壤调理剂等。

总结：壳聚糖是一种重要的生物高分子材料，具有多种独特的化学性质和生物功能。

它在医药、食品、环境和农业等领域有广泛的应用，如药物输送系统、伤口敷料、食品包装材料、环境污染治理和农业化学品等。

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］。

壳聚糖智能水凝胶

封面壳聚糖智能水凝胶作者：吴雪辰罗育阳摘要：壳聚糖智能水凝胶作为一种天然高分子材料，由于其来源于自然而具有的生物可降解性、无毒、来源广泛等优良的性能，近些年已经成为研究的热点。

而智能水凝胶本身对温度、PH、电磁性能等外界刺激能做出迅速的反应同时也收到广泛关注。

结合两者的优点合成的壳聚糖智能水凝胶更是具有了更加突出的优势。

下面从定义、制备以及应用等方面简单的对壳聚糖智能水凝胶最近几年的发展进行浅析。

关键词：壳聚糖，智能水凝胶，壳聚糖智能水凝胶，药物缓释。

1．定义甲壳素是由N-乙酰-2-氨基-D-葡萄糖以β-1,4糖苷键形式联接而成的多糖，是一种天然高分子化合物。

壳聚糖是其乙酰化产物。

壳聚糖与甲壳素结构的差别在于C2位的取代基不同，壳聚糖是氨基（—NH2），而甲壳素是乙酰氨基（—NHCOCH3）。

Fig.1是甲壳素与壳聚糖的化学结构式。

[1]脱乙酰基Fig.1水凝胶或称含水凝胶为亲水性但不溶于水的聚合物, 它们在水中可溶胀至一平衡体积仍能保持其形状。

[2]智能水凝胶一般是有机高分子水凝胶材料，其上的功能基团使水凝胶的吸水量对周围环境敏感如温度、pH、电、光或离子强度等，所以称作“智能”。

[3]壳聚糖分子由于主链或侧链上带有大量的亲水基团和有适当的交联网络结构，所以可形成智能水凝胶。

[4]2．制备（1）壳聚糖壳聚糖可通过天然的甲壳素支链水解直接制得。

（2）智能水凝胶智能水凝胶的制备方法比较复杂，可通过以下方法制得：Ⅰ.水溶性高分子的交联法[5]Ⅱ.接枝共聚法（3）壳聚糖智能水凝胶的制备翟延飞[6]研究认为壳聚糖主链上含有大量的亲水集团，尤其是2位上的氨基常作为交联点，能与甲醛、戊二醛等双官能团交联剂反应，使线性壳聚糖链间由碳氧双键交联成水凝胶。

常用的交联剂有：戊二醛，甲醛，亚甲基二丙烯酰胺，京尼平等，这种方法是化学交联法。

化学交联法制备的凝胶具有以下特点：交联均匀；通过不同的交联剂可以制备不同性质的水凝胶；制备薄膜纤维等形状；适合多糖类、蛋白质等生物天然高分子等。

壳聚糖水凝胶的制备及性能研究

Vol 133No 112·48·化工新型材料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第33卷第12期2005年12月基金项目:国家自然科学基金资助项目(20376087)作者简介:杨旭东(1982-),男,2002级本科生,主要从事食品生物技术和功能高分子方面的研究工作。

研究开发壳聚糖水凝胶的制备及性能研究杨旭东　吴国杰　林玩金(广东工业大学轻工化工学院,广州510006)摘　要　以壳聚糖为原料,用戊二醛作为交联剂,在醋酸溶液中合成壳聚糖水凝胶。

用正交实验优化了制备壳聚糖水凝胶的工艺条件,实验结果表明:当壳聚糖浓度为3%、戊二醛浓度为3%、凝胶温度为55℃时制得的水凝胶硬度最大;当壳聚糖浓度为2%、戊二醛浓度为1%、凝胶温度为45℃时,制得的水凝胶溶胀度最大。

壳聚糖水凝胶具有良好的生物相容性。

关键词　壳聚糖,水凝胶,硬度,溶胀度,生物相容性Preparation and properties of chitosan hydrogelsYang Xudong Wu Guojie Lin Wanjin(Faculty of Chemical Engineering and Light Indust ry ,Guangdong University of Technology ,Guangzhou 510006)Abstract Chitosan hydrogel was synthesized in acetic acid solution with chitosan using glutaraldehyde ascrosslinker.The effects of the concentration of chitosan and glutaraldehyde ,temperature on hardness and swelling ratio were studied and optimized using orthogonal experimental method.The results showed that the hardness of hydrogel was best when gelled at 55℃with the concentration of chitosan was 3%and the concentration of glutaraldehyde was 3%.and the swelling ratio of hydrogel was biggest at a concentration of chitosan of 2%,a concentration of crosslinker of 1%,a temperature of 45℃.Chitosan hydrogel had good biocompatibility.K ey w ords chitosan ,hydrogel ,hardness ,swelling ratio ,biocompatibility 水凝胶是一种具有三维结构的高分子聚合物,由亲水性的高分子化合物交联而成,能在水中溶胀并保持大量水分而又不溶解[1]。

壳聚糖水凝胶的制备及其在药物释放中的应用

壳聚糖水凝胶的制备及其在药物释放中的应用壳聚糖是一种天然产物，具有良好的生物相容性、生物降解性和生物
可吸收性，因此在药物控释领域受到了广泛的关注。

壳聚糖水凝胶是一种
基于壳聚糖制备的可逆性凝胶，其具有物理稳定性、生物相容性和生物可
降解性等优点，成为了一种理想的药物控释载体。

壳聚糖水凝胶的制备主要包括化学交联、物理交联和嗜酸性交联等方法。

其中，化学交联是最常用的方法之一，通过交联剂与壳聚糖之间的化
学反应来形成水凝胶。

而物理交联则是通过壳聚糖分子之间的非共价作用
来形成凝胶，例如离子凝胶、复杂凝胶和共价交联凝胶等。

嗜酸性交联则
是利用壳聚糖在酸性条件下具有的带负电性质，与多价阳离子形成凝胶的
方法，如与聚醚型多肽物质的交联。

壳聚糖水凝胶作为药物控释载体，在药物释放中具有良好的应用前景。

其优点在于可以实现可控释放和持续释放药物的目的，同时避免药物的过
早释放和过量释放等问题。

此外，壳聚糖水凝胶还可以改善药物的溶解度、稳定性和生物利用度等方面，提高药效。

壳聚糖水凝胶可以应用于多种药
物的控释，例如抗生素、生长因子、蛋白质和基因等。

在药物控释领域的
应用也越来越广泛。

壳聚糖／聚丙烯酸类似物在水凝胶材料中的应用价值

壳聚糖／聚丙烯酸类似物在水凝胶材料中的应用价值壳聚糖/聚丙烯酸类似物在水凝胶材料中的应用价值水凝胶材料是一种具有高含水性质的材料，能够在水中形成一种类似凝胶的结构。

此类材料具有优异的吸水性、保水性和可控释放性，广泛应用于许多领域，如生物医学、药物传输、生物传感和组织工程等。

壳聚糖和聚丙烯酸类似物是水凝胶材料常用的成分之一，具有一系列的优异性能和广泛的应用前景。

首先，壳聚糖是一种天然多糖，来源于甲壳类动物的外壳和真菌等生物体。

壳聚糖在水凝胶材料中的应用主要得益于它的生物相容性和生物可降解性。

壳聚糖与细胞表面具有良好的相容性，能够在细胞培养和组织工程等领域中作为细胞支架材料使用。

同时，壳聚糖具有生物可降解性，能够在体内逐渐降解并排出体外，不会对环境造成污染，因此被广泛应用于药物传递系统和可降解支架的制备。

此外，壳聚糖还具有良好的亲水性，能够增强水凝胶材料的保水性和稳定性。

聚丙烯酸类似物是一类具有酸性的聚合物，具有优异的吸水性和保水性。

聚丙烯酸及其类似物在水凝胶材料中的应用主要体现在它们可以形成稳定且弹性良好的凝胶结构，能够承载和释放多种功能性物质。

聚丙烯酸类似物是由丙烯酸单体通过聚合反应制备得到的，可以调节聚合度和交联度来调控凝胶的物理特性。

此外，聚丙烯酸类似物也具有良好的生物相容性，能够在生物医学领域中作为载体材料使用。

壳聚糖/聚丙烯酸类似物的复合应用在水凝胶材料中能够相互补充其性能，扩展其在各个领域的应用。

例如，壳聚糖和聚丙烯酸类似物可以通过交联反应在水凝胶中形成复合凝胶，具有更高的吸水性和稳定性，适用于制备超级吸水性材料和组织工程支架。

此外，壳聚糖和聚丙烯酸类似物也可以与其他功能性物质进行复合，用于药物传递、生物传感和组织工程等领域。

例如，将药物包裹在复合凝胶中，可以实现控制释放和靶向传递；将生物传感分子与复合凝胶结合，可以实现生物传感和检测。

总之，壳聚糖和聚丙烯酸类似物在水凝胶材料中的应用具有重要的价值和潜力。

温敏性壳聚糖止血膜止血作用的实验研究

股动脉出血创面分别采用相同重量（500mg）的止血材料覆盖，根据使用的止血材料的不同分组，温敏性壳聚糖生物止血膜（A2组）、壳聚糖生物止血膜（B2组）、壳聚糖生物止血粉（C2组）覆盖创口。观察肝创面及股动脉创面的出血情况，出血时间及出血量记录，进行统计学分析。
结果大体观察A1、A2组止血效果较好，在创面形成凝胶血凝块，较快将创面出血止住，B1、C1及B2、C2组止血效果较弱，出血时间长。A1与B1、C1组比较，出血时间和出血量均显著低，差异均有统计学意义(P <0.05)。
根据股四头肌创面分别使用的止血材料不不同分组，温敏性壳聚糖生物止血膜（A2组）、纤维素止血棉（B2组）和明胶海绵（C2组），将相同大小（0.3cm×0.3cm×0.3cm）止血材料填埋于股四头肌内。1周、2周、3周、4周、6周后，处死大鼠观察材料的吸收情况及组织形态学观察。
结果大体观察A1、B1组止血效果织粘连轻，6周后基本吸收。
温敏性壳聚糖止血膜止血作用的实验研究
医用生物材料指的是具备医学作用、可作用于机体，在临床被广泛应用于各类组织器官，提高疾病的诊断，有利于患者疾病的治疗，并对机体组织器官不会产生有害作用的一类生物材料。而生物止血材料也是医用生物材料的一种，其具有良好的止血作用，而对机体不会产生毒副作用。
但是目前使用的止血材料，有些止血效果不好，有些过敏反应大，有些价格昂贵。壳聚糖具有良好的止血作用，并且组织相容性良好，价格便宜。
我们在实验中发现，壳聚糖具有良好的止血作用，但是其与创面的粘附力较弱，而将壳聚糖主链上较活泼的2-NH2和6-OH引入亲水性羟丁基基团，通过化学反应修饰，改变壳聚糖的物理性质，得到对温度敏感的壳聚糖凝胶，再将此凝胶冷冻，干燥，制备出大小、厚度适中的膜，此膜与创面的粘附力强。但是这种温敏性壳聚糖生物止血膜是否具有良好的止血性能，需要实验进一步的证实。

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。

《多功能水凝胶设计及其在伤口敷料中的应用研究》

《多功能水凝胶设计及其在伤口敷料中的应用研究》一、引言随着医疗技术的不断发展，伤口敷料的设计与性能成为了研究的重要方向。

其中，多功能水凝胶因其独特的物理化学性质，在伤口敷料领域展现出巨大的应用潜力。

本文旨在探讨多功能水凝胶的设计原理及其在伤口敷料中的应用研究。

二、多功能水凝胶的设计1. 材料选择多功能水凝胶主要由天然或合成的高分子材料构成，如聚乙烯醇、壳聚糖、透明质酸等。

这些材料具有良好的生物相容性和可降解性，适合用于伤口敷料。

2. 结构设计为了实现多功能性，水凝胶的结构设计至关重要。

通过引入交联、共聚等手段，可以制备出具有不同性质和功能的水凝胶。

例如，引入亲水性基团可以提高水凝胶的吸水性能；引入药物分子或生物活性分子，可以实现药物的缓释和生物活性的传递。

3. 功能性修饰为了满足伤口敷料的需求，多功能水凝胶需要进行功能性修饰。

例如，引入抗菌、抗炎、促愈合等功能的分子或基团，以提高水凝胶的生物活性和治疗效果。

此外，还可以通过添加导电材料、光敏材料等，实现水凝胶的智能响应和光热治疗等功能。

三、多功能水凝胶在伤口敷料中的应用研究1. 创面愈合促进作用多功能水凝胶可以有效地促进创面愈合。

其具有独特的保湿性能和温和的生物相容性，可以提供一个有利于创面愈合的湿润环境。

同时，通过添加促愈合成分，如生长因子、细胞因子等，可以进一步加速创面愈合过程。

2. 抗菌和抗炎作用多功能水凝胶具有良好的抗菌和抗炎作用。

通过引入抗菌剂或抗炎药物，可以有效地抑制创面感染和炎症反应，降低患者的痛苦和风险。

此外，水凝胶的缓释性能可以保证药物在创面局部持续释放，提高治疗效果。

3. 智能响应和光热治疗功能多功能水凝胶还可以实现智能响应和光热治疗功能。

通过添加导电材料或光敏材料，可以实现水凝胶对外部刺激的响应和光热转换功能。

这有助于实现伤口敷料的智能监测和治疗，提高治疗效果和患者的生活质量。

四、结论与展望本文介绍了多功能水凝胶的设计及其在伤口敷料中的应用研究。

壳聚糖的生物学特性和医学应用

壳聚糖的生物学特性和医学应用壳聚糖的生物学特性与医学应用壳聚糖是一种天然聚合物，由葡萄糖、氨基葡萄糖和N-乙酰基葡萄糖等单体组成，具有良好的生物相容性、生物可降解性、生物吸附性和生物活性等特性，可广泛应用于医学领域。

本文将从壳聚糖的物理化学特性、生物学特性和医学应用等方面进行探讨。

一、物理化学特性壳聚糖是一种分子量较大的多糖，其物理化学特性受到其离子度、水解度等因素的影响。

一般来说，较高离子度的壳聚糖具有较好的水溶性，也更容易与负电荷分子结合，如DNA、糖蛋白等；而较低离子度的壳聚糖则具有较好的生物可降解性，可作为药物控释系统的载体或医用材料。

此外，壳聚糖也具有良好的渗透性和黏附性，可用于药品的快速吸收和组织修复。

二、生物学特性1. 生物相容性壳聚糖作为生物天然产物，其生物相容性较高，不易产生免疫反应和过敏现象。

同时，壳聚糖还具有良好的生物相容性和良好的生物膜形成性，可作为细胞和组织工程的重要材料。

2. 生物可降解性壳聚糖具有良好的生物可降解性，可在体内分解为无毒无害的代谢产物。

壳聚糖的生物降解性较好，主要是由于其分子链中含有的酰胺与葡萄糖苷键的断裂，通过酶、酸或水解等方式完成分解代谢。

3. 生物黏附性壳聚糖具有良好的生物黏附性，能够与细胞表面的胞膜分子、细胞外基质组分等亲和性吸附，发挥细胞聚集、组织修复等方面的作用。

此外，壳聚糖还能够与细菌、病毒等有机物质发生作用，从而对付疾病的治疗。

三、医学应用壳聚糖在医学领域的应用非常广泛，主要涉及到药物控释、组织修复、医用材料、生物膜形成、生物传感、疾病诊断与治疗等方面。

1. 药物控释壳聚糖可用于药物的控释，通过制备各种纳米粒等复合材料，可以延长药物的作用时间，减轻原药物的副作用。

2. 组织修复壳聚糖可用于组织修复，经过处理后可以形成支架，并且具有良好的生物可降解性、生物相容性和生物完整性。

这些支架可以用于骨质填充和组织修复。

3. 医用材料由于壳聚糖的生物相容性和生物可降解性等特性，它可以作为医用材料应用于诸如器械外壳、牙齿修复材料、皮肤移植、创面贴敷等领域。

壳聚糖基可注射水凝胶在骨组织修复再生方面的研究进展

壳聚糖基可注射水凝胶在骨组织修复再生方面的研究进展唐国柯;朱亮;刘彦斌;晏美俊;付强;王星【期刊名称】《生物骨科材料与临床研究》【年(卷),期】2024(21)2【摘要】骨移植物或骨替代材料已经被广泛应用于骨疾病相关的治疗手术。

传统的骨修复方法包括自体移植、同种异体移植和手术重建,但是往往会带来排异反应、疾病传播风险和重复手术的潜在危害,因此利用组织工程技术对临床治疗骨缺损相关疾病具有重要的研究意义。

骨组织工程是一个涉及多学科交叉的领域,在生物医用方面具有重要的应用价值,壳聚糖是天然高分子的一种典型代表,具有良好的生物安全性、抗菌性、抗氧化,以及低毒性及低成本等特点,被认为是组织再生领域中重要的骨修复材料。

因此,基于壳聚糖的可注射水凝胶能够均匀填充不规则骨缺损,当与其他聚合物或生物活性成分相结合后已被证明是自体骨移植物的有效替代品。

本综述将重点介绍壳聚糖基可注射水凝胶的制备方法、理化性质及其在骨再生中的发展现状,总结骨组织工程面临的困难挑战和未来的研究发展方向,为研发新一代组织工程支架材料用于骨缺损修复的治疗提供新思路。

【总页数】6页(P71-76)【作者】唐国柯;朱亮;刘彦斌;晏美俊;付强;王星【作者单位】上海交通大学医学院附属第一人民医院骨科;中国科学院化学研究所【正文语种】中文【中图分类】R318.08【相关文献】1.壳聚糖水凝胶在生物医学材料方面的研究进展2.人牙周膜细胞复合壳聚糖-胶原温敏水凝胶异种移植构建可注射骨组织的研究3.骨组织工程应用中基于壳聚糖水凝胶的研究进展4.生物相容高分子水凝胶在椎间盘修复再生方面作用的研究进展5.软骨组织再生水凝胶交联方法的研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

改性壳聚糖制备及止血性能探究

改性壳聚糖制备及止血性能探究摘要：壳聚糖是一种天然高分子聚合物，属于氨基多糖，学名为[ (1. 4) -2－乙酰氨基－2－脱氧－β -D－葡萄糖]。

是至今为止发现的唯一带阳离子电荷的碱性多糖，壳聚糖在自然界中广泛存在于低等生物菌类，藻类的细胞，节肢动物虾、蟹、昆虫等的外壳中。

生物相容性好、毒性低、可生物降解，广泛应用于食品、医药、保健、生物工程等领域。

近年来由于其诸多独特物理化学性质和广阔应用前景而越来越受到人们的重视。

壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强，使得该多糖具有优异的生物学功能并能进行化学修饰反应。

因此，壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料。

本文对壳聚糖、以及壳聚糖改性机理、改性方法、改性壳聚糖在止血材料中的相关应用、止血效果等方面进行研究与探讨。

关键词：壳聚糖；改性；止血海绵；止血材料不可控的急性出血一直是难以解决的问题，尤其是在战场和事故中。

战场上50%的死亡是由过度失血所致，入院前的及时止血可以为后续入院救治争取宝贵的时间。

目前，现有的商业化的止血材料分别为基于沸石、蒙脱石和高岭土的无机硅铝酸盐止血剂以及基于壳聚糖的有机高分子止血剂。

其中，无机硅铝酸盐止血剂具有多孔结构，能够浓缩血液成分，从而促进凝血。

高分子止血剂主要利用了壳聚糖的黏附机制，快速地封堵伤口，加速凝血。

但是，这些材料都有各自的缺点，沸石在吸收血液时会大量放热，易灼烧伤口；蒙脱石和高岭土.易残留堵塞血管；壳聚糖基止血剂的止血能力弱于无机材料，且机械强度较低，不足以抵抗动脉血压的冲击和实际应用中的压力和撕扯。

因此，对壳聚糖进行改性、研发安全高效的止血剂对军事医学和外科医疗具有重要意义。

一、壳聚糖简介壳聚糖又名脱乙酰甲壳质、可溶性甲壳素、聚氨基葡萄糖，为类白色粉末，无臭，无味。

本品微溶于水，几乎不溶于乙醇。

本品是一种阳离子聚胺，在pH<6.5时电荷密度高。

壳聚糖是一种带有活泼羟基与氨基的线型聚电解质，是天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物，具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等多种生理功能，广泛应用于食品添加剂、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品、抗菌剂、医用纤维、医用敷料、人造组织材料、药物缓释材料、基因转导载体、生物医用领域、医用可吸收材料、组织工程载体材料、医疗以及药物开发等众多领域和其他日用化学工业[1]。

壳聚糖儿茶酚在止血方面的研究进展

壳聚糖儿茶酚在止血方面的研究进展摘要：外伤性大出血是导致休克的主要原因。

院前急救通常是由于意外发生导致的伤者在接受专业医疗设备诊疗前的急救方式。

多学科分析表明，约２．５％的死亡是可以通过在不可控出血刚发生时采用止血药物或介入治疗等方式避免的。

有效控制出血，可将战伤死亡率降低５０％，近年来以壳聚糖儿茶酚为材料的止血器材得到重视。

关键词：儿茶酚；止血材料；壳聚糖一、壳聚糖的应用原理壳聚糖是甲壳素经脱乙酰化制成的，而甲壳素是广泛存在于自然界的一种多糖生物高分子化合物，是仅次于植物纤维的一种生物高分子化合物。

最早是由欧吉尔从甲壳纲动物的硬壳中提取的，并命名为甲壳质（又名几丁质），甲壳素自发现以来备受科学家的关注，目前已被广泛应用于医学领域，大量研究表明壳聚糖具有抑制癌症、降血压、降血糖等作用，制成各种相关产品；有实验证明壳聚糖还具有促进创面愈合，减少创面感染等作用，应用于烧伤创面的治疗中；壳聚糖和甲壳素具有促凝血作用，这一作用的机理可能为：壳聚糖与甲壳素表面带有大量电离子，当其与血液接触时，可瞬时吸附血液蛋白于其表面形成一层蛋白膜，这些蛋白包括：血浆白蛋白、纤维蛋白原、凝血酶等，蛋白又可以介导血小板的吸附，从而使这些物质在材料表面通过复杂的聚合反应最终形成血凝块，从而达到止血的目的。

二、壳聚糖类产品目前壳聚糖类止血剂被制成各种剂型，有水剂、水溶胶还有膜剂等，主要是因为出血的部位和出血类型，选择不同的剂型，均有不同程度的止血效果，其中已经得到良好应用而且具有代表性意义的产品有Syvek纱布、RDH绷带和HemCon止血敷料，这三种敷料先后都通过了美国FDA的认证。

其中Hemcon止血敷料设计及应用对象主要是针对于军队，主要应用于阿富汗和伊拉克特种部队。

其主要成分是壳聚糖，以塑料膜作为被衬层，当伤口出血时，根据伤口情况覆盖HemCon敷料，敷料可在出血伤口形成粘附性很高的血凝块，达到止血的目的，这一过程大概需要数分钟时间，而且需要辅助于加压包扎。

壳聚糖与聚丙烯酸水凝胶的制备及其性能研究

壳聚糖与聚丙烯酸水凝胶的制备及其性能研究引言水凝胶是一种具有高度吸水性和保水性的材料，广泛应用于生物医学、环境治理、食品工业等领域。

壳聚糖和聚丙烯酸作为常用的制备材料，其制备方法和性能研究备受关注。

本文旨在探讨壳聚糖与聚丙烯酸水凝胶的制备方法以及其性能研究，为进一步的应用提供参考。

壳聚糖与聚丙烯酸的制备方法1. 壳聚糖的制备壳聚糖是一种天然存在的多糖类化合物，在海洋生物和昆虫外骨骼中广泛存在。

壳聚糖可通过提取海洋生物或通过化学方法制备。

提取方法包括酸法、碱法和酶法等。

例如，可以通过将海洋贝壳等材料加入稀酸中进行酸解，然后通过沉淀和纯化获得壳聚糖。

化学合成方法较为复杂，通常通过聚合反应将壳聚糖单体（如N-乙酰化壳聚糖）聚合得到。

2. 聚丙烯酸的制备聚丙烯酸是一种具有优异吸水性能的高分子材料。

它可通过聚合反应制备，常用的方法包括自由基聚合和引发聚合两种。

自由基聚合方法是最常见的制备方式，如过硫酸铵引发丙烯酸单体的聚合反应。

引发聚合方法则是通过引发剂引发聚合反应，如过硫酸铵和铁离子等引发剂。

壳聚糖与聚丙烯酸水凝胶的制备1. 化学交联法化学交联法是常用的壳聚糖与聚丙烯酸水凝胶制备方法之一。

首先，使用交联剂（如巯基乙酸）将壳聚糖和聚丙烯酸交联，形成水凝胶。

然后，通过控制交联剂的用量和反应时间，调节凝胶的交联程度和孔隙结构。

2. 冻干法冻干法是制备壳聚糖与聚丙烯酸水凝胶的简便方法之一。

首先，将壳聚糖和聚丙烯酸溶液混合均匀。

然后，将混合溶液在低温条件下冷冻成凝胶状物。

最后，通过真空脱水，将凝胶中的水分转化为气相，制备出水凝胶。

冻干法制备的水凝胶具有良好的孔隙结构和吸水性能。

壳聚糖与聚丙烯酸水凝胶的性能研究1. 吸水性能壳聚糖与聚丙烯酸水凝胶具有良好的吸水性能，在水中能迅速吸水膨胀形成凝胶状物。

吸水性能受到凝胶组成、交联程度和孔隙结构的影响。

通常使用吸水率和保水率来评估水凝胶的吸水性能，可以通过改变壳聚糖与聚丙烯酸的配比和交联剂的用量来调节吸水性能。

壳聚糖功能性敷料止血性能实验研究

壳聚糖功能性敷料止血性能的实验研究【摘要】目的：对比两种功能型敷料：壳聚糖功能性敷料（本项目已申请国家专利，专利号：zl 2011 1 0057512.8）藻酸盐功能性敷料（本项目已申请国家专利，专利号：zl 2009 1 0214067.4）的止血性能。

方法：取新西兰兔10只，在背部两侧去毛后对称性剪5个直径2cm 的圆形创口，分别用与创面大小相当的壳聚糖功能性敷料和藻酸盐功能性敷料止血，观察与创面的粘附情况，记录出血时间；止血停止后，将壳聚糖功能性敷料和藻酸盐功能性敷料放入预先配制好的氰化高铁血红蛋白检测试剂中仔细清洗，用分光光度计在540nm 波长处光度比色，测出的hb 光度吸收值表示出血量。

结果：壳聚糖功能性敷料和藻酸盐功能性敷料均与创面粘附较好，壳聚糖功能性敷料、藻酸盐功能性敷料的出血时间分别为（80.3±15.6）s、（83.6±20.6）s，hb 光度吸收值分别为（1.069±0.423）、（1.135±0.612），经统计学分析，两组数据无显著性差异（p>0.05），壳聚糖功能性敷料不优于藻酸盐功能性敷料。

结论：壳聚糖功能性敷料与藻酸盐功能性敷料均具有较好的止血性能。

【关键词】壳聚糖功能性敷料；藻酸盐功能性敷料；止血1.资料1.1壳聚糖功能性敷料、藻酸盐功能性敷料：广东泰宝医疗科技股份有限公司研制。

1.2 新西兰兔：中山大学动物实验中心提供。

1.3 异戊巴比妥钠粉剂：国药集团购买。

1.4 氰化高铁血红蛋白检测试剂：上海楷洋生物工程有限公司购买。

1.5 722s 型分光光度计：广东泰宝医疗科技股份有限公司实验中心提供。

1.6 其他物品由广东泰宝医疗科技股份有限公司实验中心提供。

2.方法2.1 手术方法健康成年新西兰兔10只，雌雄各半，体重（2.5±0.20）kg，麻醉方法：按30mg/kg 体重于兔耳缘静脉缓慢注入3%异戊巴比妥钠。

基于壳聚糖的抗菌可注射自愈性水凝胶的制备及其生物相容性研究

第54卷第3期 2024年3月中国海洋大学学报P E R I O D I C A L O F O C E A N U N I V E R S I T Y O F C H I N A54(3):060~069M a r .,2024基于壳聚糖的抗菌可注射自愈性水凝胶的制备及其生物相容性研究❋曹亚婵1,刘晓坤2,党奇峰1,刘成圣1❋❋(1.中国海洋大学海洋生命学院,山东青岛266003;2.青岛海洋生物医药研究院,山东青岛266075)摘要: 为了解决传统水凝胶作为敷料或支架在生物体内应用时所表现出的抑菌活性低㊁生物相溶性差和机械性能差等问题,本文以氧化普鲁兰多糖(O P )为交联剂,分别同硫醇化季铵盐壳聚糖(N A C -Q C S )和己二酸二酰肼(A D H )发生动态化学反应,首次制备出一种可注射的自愈性抗菌的水凝胶 N Q C -O P -A D H 水凝胶,并对水凝胶的物理化学性质㊁抑菌活性和生物相容性进行研究㊂实验表明:N Q C -O P -A D H 对E s c h e r i c h i a c o l i 和S t a p h l o c o c c u a u r e u s 均表现出较高的抑菌活性,抑菌率分别为84%和99%;溶血率小于2%,具有良好的血液相容性;对培养24㊁48和72h 的L 929细胞显示出较低的细胞毒性;在N Q C -O P -A D H 水凝胶表面和内部的培养至第5天的L 929细胞仍具有良好的生长状态,特别是表面培养过程中有较多细胞迁移到N Q C -O P -A D H 水凝胶内部,表明N Q C -O P -A D H 水凝胶具有良好的细胞相容性㊂成胶后的N Q C -O P -A D H 可顺利通过注射器,无堵塞现象发生,且具有良好的自愈能力㊂关键词: 硫醇化季铵盐壳聚糖;普鲁兰多糖;自愈性水凝胶;抑菌活性;细胞相容性中图法分类号: Q 539;Q 819 文献标志码: A 文章编号: 1672-5174(2024)03-060-10D O I : 10.16441/j.c n k i .h d x b .20220142引用格式: 曹亚婵,刘晓坤,党奇峰,等.基于壳聚糖的抗菌可注射自愈性水凝胶的制备及其生物相容性研究[J ].中国海洋大学学报(自然科学版),2024,54(3):60-69.C a o Y a c h a n ,L i u X i a o k u n ,D a n g Q i f e n g ,e t a l .P r e p a r a t i o n a n d b i o c o m p a t i b i l i t y o f a n t i b a c t e r i a l i n je c t a b l e c h i t o s a n -b a s e d h y d r o g e lf o r s e l f -h e a l i ng b i o m a t e r i a l [J ].P e r i o d i c a l o f O c e a n U n i v e r s i t y of C h i n a ,2024,54(3):60-69. ❋ 基金项目:国家自然科学基金项目(31400812)资助S u p p o r t e d b y t h e N a t i o n a l N a t u r e S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a (31400812)收稿日期:2022-03-07;修订日期:2022-04-07作者简介:曹亚婵(1992 ),女,硕士生㊂E -m a i l :c a o ya c h a n @163.c o m ❋❋ 通信作者:刘成圣(1967 ),男,博士,教授㊂E -m a i l :l i u c s @o u c .e d u .c n近年来,各种各样的水凝胶材料作为药物载体㊁组织支架或伤口敷料被广泛应用于生物体,为医学领域的研究提供新的思路和方向[1]㊂其中水凝胶敷料因具有可以保持湿润的伤口环境㊁吸收组织渗出物㊁允许氧气通透和促进伤口愈合等优点[2-3]而备受关注㊂但是目前研究的传统水凝胶敷料在受到外力刺激后,其网络结构的完整性会受到损害,影响水凝胶的使用和寿命[4],若水凝胶本身具有自愈能力便可以解决这一问题㊂同时,传统水凝胶的抑菌活性低,因此往往会引起作用部位的微生物感染,而且尽管不少研究者额外装载了抗菌成份,如抗生素[5]或金属银颗粒[6],但随着多种耐药菌株的出现,细菌的耐药性问题日益突出[7]㊂此外在抗菌成分被完全释出后,水凝胶就会失去抗菌活性㊂因此,研发具有抗菌可注射的自愈性水凝胶备受期待㊂换句话说,在生物医学材料领域中,设计能够解决当前水凝胶使用完整性和抑菌性问题的新型抗菌性自愈合水凝胶迫在眉睫㊂海洋生物医用材料是生物医用材料中的重要分支,因其具有资源丰富㊁功能独特㊁生物安全㊁成本低廉的优点而备受生物材料界的广泛关注[8]㊂其中,壳聚糖(C h i t o s a n ,C S)作为地球上第二大可再生资源,主要通过广泛存在于昆虫㊁甲壳类硬壳和真菌细胞壁的甲壳质脱乙酰而获得㊂C S 具有抑菌㊁止血㊁愈创㊁减少疤痕增生㊁吸附等生物学功能并可被降解,经过物理化学修饰的C S 衍生物,已被广泛应用于生物医学领域㊂C S只可溶于部分稀酸溶液(乙酸㊁盐酸㊁硝酸和甲酸等),而不溶于碱液㊁强酸和水,致使其应用受到很大限制[9]㊂C S 分子链上存在大量游离氨基㊁羧基和羟基等活泼基团,可作为反应位点对其进行化学改性,从而获得溶解性和生物性能更好的C S 衍生物㊂根据先前的研究,对C S 的改性主要有羧基化反应[10]㊁季氨化反应[11]㊁烷基化反应[12]㊁酰化反应[13]㊁硫醇化反应[14]以及其他化学修饰[15]㊂本研究通过取代反应和酰胺反应,首次分别对甘3期曹亚婵,等:基于壳聚糖的抗菌可注射自愈性水凝胶的制备及其生物相容性研究油三甲基氯化铵(G T M A C)和N-乙酰半胱氨酸(N-A c-e t y l-L-C y s t e i n e,N A C)进行C S的氨基接枝,以制备溶解性和生物性能更好的N-乙酰半胱氨酸季铵盐壳聚糖(N A C-Q C S)㊂具有无毒性和良好生物相容性的普鲁兰多糖(P u l l u l a n)经过高碘酸钠氧化后,生成含醛基的氧化普鲁兰多糖(O P)㊂以O P作为交联剂:与N A C-Q C S上的氨基发生席夫碱反应生成亚胺键;与己二酸二酰肼上的酰肼基团发生缩合反应生成酰腙键㊂N A C-Q C S上的巯基经氧化作用生成二硫键㊂在上述3种动态共价键的作用下,成功制备出N Q C-O P-A D H 水凝胶㊂随后,研究了N Q C-O P-A D H水凝胶的化学结构㊁形态㊁溶胀率㊁胶凝时间㊁可注射性㊁自愈性㊁抑菌性和生物相容性㊂1试剂㊁材料和仪器试剂:C S(分子量为410k D a,脱乙酰度(D D)为95.88%)产自青岛百成海洋生物资源有限公司;甘油三甲基氯化铵(G T M A C)产自国药集团;N-乙酰半胱胺酸(N A C)产自国药集团;O P产自国药集团;己二酸二酰肼(A D H)产自国药集团;其他试剂均为分析纯㊂材料:L929细胞由中国海洋大学海洋生命学院生物化学实验室捐赠;大肠杆菌(E s c h e r i c h i a c o l i)和金黄色葡萄球菌(S t a p h y l o c o c c u s a u r e u s)由青岛大学附属医院馈赠;动物实验程序是根据1986年英国动物(科学程序)法案和相关指南进行的,并获得海洋生命学院伦理委员会批准(S M X Y N o.20190909S0208)㊂仪器:傅里叶红外扫描仪(A V A T A R-360,美国, N i c o l e t);冷冻干燥机(F D-1D-50,北京博医康实验仪器有限公司);扫描电子显微镜(S-3400N,日本日立有限公司);荧光共聚焦显微镜(N i k o n A1R,日本尼康公司)㊂2实验方法2.1N Q C-O P-A D H水凝胶的制备根据先前的制备方法[16],经纯化得到季铵盐壳聚糖(Q C S)㊂取1g Q C S溶于80m L蒸馏水中备用㊂将4g N-C y s溶于20m L蒸馏水中,并依次加入4.73gE D C和2.84g N H S,用1m o l/L H C l溶液调p H=5.0,活化1h,结束后将其慢慢滴加到Q C S溶液内,调节最终反应液p H=5.0㊂室温下避光搅拌反应6h,再在4ħ下避光透析5d,冷冻干燥后获得N A C-Q C S 样品㊂将1g普鲁兰多糖溶于100m L蒸馏水中,加入0.53g N a I O4,在室温下避光搅拌反应16h后,再加入0.67g甘露醇反应2h,使未参加反应的N a I O4失活㊂反应结束后,用透析袋透析5d,冷冻干燥后得到氧化普鲁兰多糖(O P)[17]㊂将一定量的N A C-Q C S㊁O P和A D H分别溶于p H=7.4的磷酸缓冲盐溶液(A h o s p h a t e b u f f e r s a-l i n e,P B S)中,将O P溶液加入N A C-Q C S与A D H混合的溶液中并立即搅拌均匀,一定时间后形成透明的N Q C-O P-A D H水凝胶㊂2.2N Q C-O P-A D H水凝胶的性质表征2.2.1F T-I R和S E M表征本文利用F T-I R(傅立叶变换红外光谱)对C S㊁N A C-Q C S㊁O P和N Q C-O P-A D H水凝胶进行表征,通过官能团的改变,证明产物的成功制备㊂然后利用S E M(扫描电子显微镜)观察N Q C-O P-A D H水凝胶的微结构和形态㊂2.2.2成胶时间、可注射性和宏观自愈性研究本文通过管倒置法检测水凝胶的胶凝时间[18]㊂将N A C-Q C S㊁A D H和O P溶液迅速混合均匀,在室温下,每隔10s将试管倒置,若混合物在倒置后60s内不再流动则判定溶液已成胶,记录此时的时间为成胶时间㊂将N A C-Q C S溶于混有甲基蓝(0.002%,w t/v o l)的P B S中,随后加入A D H和O P溶液混合均匀,迅速将溶液转移至注射器,待其完全成胶后,推动注射器,观察水凝胶是否可以通过针头挤出而不堵塞,并在室温下放置4h,观察其通过注射器后能否再愈合为完整水凝胶[1]㊂这里选用宏观自愈实验来评价N Q C-O P-A D H水凝胶的自愈性能㊂制备3个水凝胶圆盘(直径20m m,厚度3m m),其中一个为未染色的透明水凝胶,另2个分别用中性红和甲基蓝染色,每个水凝胶圆盘等分成3片,3种颜色的水凝胶各取一片,组合成含有不同颜色的水凝胶圆盘㊂在室温下放置4h,观察此组合水凝胶圆盘是否会自愈合为一个整体,然后将其用镊子提起并保持在空中,观察其是否有损坏,以检验其自愈合能力㊂2.2.3溶胀动力学研究本文研究N Q C-O P-A D H 水凝胶在0.01m o l/L P B S(p H=7.4)溶液中的溶胀行为,评估其吸收渗出液的能力㊂将冷冻干燥后的水凝胶进行称量后,完全浸入盛有5m L P B S的烧杯内,并置于37ħ培养箱中,每隔一定时间t将胶取出,用吸水纸除去其表面多余水分,并记录其质量㊂待水凝胶质量达到最大且不再变化时,记录此时的质量㊂干态下水凝胶在t时刻的溶胀率(S w e l l i n g r a t i o,S R)R S和平衡溶胀率(E q u i l i b r i u m s w e l l i n g r a t i o,E S R)R E S的结算式分别为R S=M t-M0M0,(1)R E S=M s-M0M0㊂(2)16中国海洋大学学报2024年式中:M t表示t时刻水凝胶的质量;M0表示初始干燥时水凝胶的质量;M s表示水凝胶的最大稳定质量㊂2.3水凝胶的抑菌活性将E.c o l i和S.a u r e u s用无菌P B S稀释为单位体积(单位:m L)的细菌群落总数(C F U)为1ˑ105的细菌悬浮液㊂在48孔板的每个孔中依次加200μL N Q C-O P-A D H的前体溶液,待其成胶后,在每个水凝胶上滴加10μL细菌悬浮液,37ħ培养2h后,每孔中加入1m L无菌P B S,然后悬浮剩余存活细菌,再从中取15μL细菌悬浮液涂布在琼脂平板上,37ħ培养24h,对琼脂平板上的菌落进行计数㊂将直接悬浮在1m L P B S中的10μL细菌悬浮液用作阴性对照㊂抑菌率R 的计算式为R=Q c-Q hQ c㊂(3)式中:Q h表示用水凝胶培养的细菌数量;Q c表示用P B S培养的对照组细菌数量㊂2.4水凝胶的生物相容性2.4.1溶血实验取预先冻干的N Q C-O P-A D H水凝胶研磨成粉末并悬浮于1m L生理盐水中,37ħ温浴1h㊂将新鲜抽取的4m L小鼠血液在含有0.2m L 肝素钠抗凝血剂的抗凝管内混匀,并加入5m L生理盐水稀释血液㊂然后在含有样品的离心管内加入60μL 稀释血液,轻轻混匀,置于37ħ孵育1h㊂用离心机1200r/m i n离心5m i n后取上清液,并将上清液加入96孔板中,用酶标仪测波长在545n m处的吸光度值㊂实验以蒸馏水作为阳性对照,生理盐水作为阴性对照㊂溶血率(H e m o l y s i s r a t e,H R)R H的计算式为R H=(V O D,s-V O D,n e)(V O D,p c-V O D,n c)ˑ100%㊂(4)式中:V O D,s为实验组样品的吸光度值;V O D,n c为阴性对照组(生理盐水)的吸光度值;V O D,p c为阳性对照组(蒸馏水)的吸光度值㊂2.4.2细胞毒性实验用噻唑蓝(M T T)比色法检验N Q C-O P-A D H水凝胶的细胞毒性㊂N Q C-O P-A D H 水凝胶在细胞培养液中分别浸提1㊁6㊁12和24h,浸提液用孔径0.22μm的滤膜过滤除菌备用㊂向96孔板依次加入200μL L929细胞悬浮液(8ˑ103个/m L),37ħ孵育12h,吸出每孔内的细胞培养液,并向每两行孔内分别加入一种浸提时间的浸提液(200μL),四个时间点的浸提液依次加入96孔板内㊂该实验中,共培养了3板96孔板的细胞,这三板细胞需在37ħ下分别培养24㊁48和72㊂结束后,向每孔加入各20μL M T T培养4h㊂取出96孔板,去除每孔内的溶液,加入200μL二甲基亚砜(D M S O),放入37ħ恒温摇床继续培养15m i n,用酶标仪测波长在490n m处的吸光度值㊂细胞存活率(C e l l v i a b i l i t y)R c v的计算式为R c v=V O D,sV O D,cˑ100%㊂(5)式中:V O D,s为实验组样品的吸光度值;V O D,c为空白对照组的吸光度值㊂2.4.3水凝胶的细胞表面培养在24孔板的每孔中加入500μL N Q C-O P-A D H前体溶液,待成胶后,在每个水凝胶上加入500μL L929细胞悬液,在37ħ下分别培养1㊁3和5d(每隔1d换一次培养液)㊂相应培养时间结束后,吸出孔内的细胞培养液,并用P B S轻轻荡洗3次,加入4μm o L/m L钙黄绿素乙酰氧基甲酯(C a l c e i n-A M)200μL,37ħ培养15m i n,吸出C a l c e i n-A M溶液,用P B S小心清洗3次,确保水凝胶上的C a l-c e i n-A M清洗干净㊂最后将24孔板避光放置在激光共聚焦显微镜下观察,将激发波长调节为490n m,将发射波长调节为515n m㊂在490n m波长激发下,活细胞为黄绿色,然后进行表面拍摄和3D拍摄,并收集图像㊂2.4.4水凝胶的细胞包埋培养将离心得到的L929细胞悬浮在O P溶液中,加入N A C-Q C S和A D H溶液迅速混匀,以制备包埋有细胞的N Q C-O P-A D H水凝胶,在每份水凝胶上加入500μL细胞培养液,然后在37ħ下分别培养1㊁3和5d(每隔1d换一次培养液)㊂用C a l c e i n-A M溶液对活细胞进行染色,以评估细胞活力,然后在激光共聚焦显微镜下进行3D拍摄,并收集图像㊂3结果与讨论3.1N Q C-O P-A D H水凝胶的制备和性质表征3.1.1N Q C-O P-A D H水凝胶的合成路线、F T-I R和S E M表征 N Q C-O P-A D H水凝胶的合成路线如图1所示,红外光谱如图2所示㊂同C S相比,N A C-Q C S 光谱中在1481c m-1处出现一个新的强峰,此峰对应于G T M A C的甲基带特征峰[19]㊂由于N A C上的 C O O H与C S主链上 N H2发生酰胺化反应,生成新的酰胺基团,所以在N A C-Q C S光谱中1649c m-1处的酰胺Ⅰ谱带和1303c m-1处的酰胺Ⅲ谱带强度增强,而1610c m-1处的酰胺Ⅱ谱带减弱㊂N A C-Q C S 在2516和524c m-1处出现微弱的新峰分别是N A C 中 S H和 S S 特征峰[20-21]㊂以上发现说明G T-M A C和N A C均成功接枝在C S的 N H2上,生成新的产物N A C-Q C S㊂在O P光谱中1733c m-1处出现的醛基伸缩振动峰表明 C H O成功引入O P中㊂但在N Q C-O P-A D H 水凝胶的光谱中,此醛基峰和N A C-Q C S主链上 N H2在1610c m-1处的 N H弯曲振动峰消失,说明醛基和氨基发生席夫碱(S c h i f f b a s e)反应,从而生263期曹亚婵,等:基于壳聚糖的抗菌可注射自愈性水凝胶的制备及其生物相容性研究成亚胺键[22]㊂据[23-24]文献报道,O P 的醛基和A D H的酰肼基团反应生成的酰腙键本应该在1639c m -1处有 C O 吸收峰,但在水凝胶光谱中此峰没有出现,而是在1655c m -1处形成一个大峰,此峰的形成可能是由于酰腙键的 C O 吸收峰同N A C -Q C S 中的酰胺Ⅰ谱带和 NC 吸收峰发生了叠加[25]㊂在N Q C -O P -A D H 水凝胶的光谱中,523c m -1处存在S S 微弱的吸收峰,2516c m -1处的 S H 特征峰消失,归因于水凝胶中 S H 含量太少,并且在成胶过程中一部分被氧化为 SS [20]㊂以上结果证实N Q C -O P -A D H 水凝胶是通过动态席夫碱㊁酰腙键和二硫键交联形成的㊂图1 N A C -Q C S (a )㊁O P (b )和N Q C -O P -A D H 水凝胶(c)的合成路线F i g .1 T h e s y n t h e t i c r o u t e o f N A C -Q C S (a ),O P (b ),a n d N Q C -O P -A D H h y d r o ge l (c )36中国海洋大学学报2024年图2 C S ㊁N A C -Q C S ㊁O P 和N Q C -O P -A D H 水凝胶的红外光谱F i g .2 F T I R s pe c t r a of C S ,N A C -Q C S ,O P ,a n d N Q C -O P -A D H h y d r o ge l 图3是液氮快速冻干的N Q C -O P -A D H 水凝胶的扫描电镜图㊂水凝胶内部有清晰的多孔状结构,孔径大多为40μm 左右,使水凝胶具有同外界交换气体和液体的能力,孔的大小也适合细胞迁移到水凝胶中,并在基质内均匀分布,进行营养物和代谢产物的交换[26]㊂((a )500ˑ;(b )1000ˑ.)图3 N Q C -O P -A D H 水凝胶的S E M 电镜照片F i g .3 S E M i m a g e s o f N Q C -O P -A D H h y d r o ge l s 3.1.2水凝胶成胶时间、可注射性和宏观自愈性研究 N Q C -O P -A D H 水凝胶的成胶时间约为(82ʃ8)s,适宜的成胶时间可满足水凝胶作为注射性水凝胶应用于医学领域㊂同传统水凝胶相比,自愈合水凝胶能够在受到损伤后恢复其结构和功能,从而拥有更长的使用时间㊂具有可注射性的自愈合水凝胶可以通过微创方式进行体内药物递送,从而减轻患者疼痛,并能使微小创面得到更快恢复[27]㊂在本研究中,观察到N Q C -O P -A D H水凝胶从注射器的针头内挤出,没有堵塞针孔(见图4(a)),为给水凝胶向生物体的注射提供可能性,并且在4h 后又自愈合为完整的水凝胶形态(见图4(b)),这主要归因于水凝胶的黏度会随着剪切应力的增加而降低,即剪切稀化特性[28]㊂图4 N Q C -O P -A D H 水凝胶的注射过程(a )和4h 后自愈的水凝胶(b)F i g .4 I n je c t i o n p r o c e s s of N Q C -O P -A D H h y d r og e l (a )a n d s e l f -h e a li n g h y d r o ge l af t e r 4h (b )N Q C -O P -A D H 水凝胶的自愈过程照片如图5所示㊂水凝胶在室温下放置4h ,不施加任何外力的情况下,愈合为一个完整的水凝胶圆盘(见图5(c )),2种颜色水凝胶之间的界限变得模糊,当用镊子将其夹住并在空中保持静止时,水凝胶圆盘也能在自身重力作用下完好无损(见图5(d )),这表明愈合水凝胶的交界处并不是简单的粘合而是动态共价键的动态反应,在中性条件下实现了良好愈合,主要归功于水凝胶中N H 2和C H O 之间形成的动态亚胺键㊂动态共价键既有共价键的稳定性又有非共价键的可逆性,它可以在水凝胶网络中建立键生成和解离的内在动态平衡,从而赋予水凝胶自我修复的能力[29]㊂463期曹亚婵,等:基于壳聚糖的抗菌可注射自愈性水凝胶的制备及其生物相容性研究((a )水凝胶圆盘;(b )刚组合的水凝胶圆盘;(c )愈合4h 的自愈合水凝胶;(d )基于自身重力下的愈合水凝胶㊂(a )H y d r o g e l d i s k s ;(b )H y d r o ge l d i s k s j u s t c o m b i n e d ;(c )S e lf -h e a l e d h y d r og e l d i s k s a f t e rh e a li n g f o r 4h ;(d )S e l f -h e a l e d h y d r o g e l d i s k s b a s e d o n i t s o w n g r a v i t y.)图5 N Q C -O P -A D H 水凝胶的自愈过程照片F i g .5 P h o t o g r a p h s o f s e l f -h e a l i n g p r o c e s s o f N Q C -O P -A D H h y d r o ge l 3.1.3溶胀动力学和平衡溶胀率 N Q C -O P -A D H水凝胶的溶胀动力学曲线如图6所示㊂图6 N Q C -O P -A D H 水凝胶在P B S (pH=7.4)的溶胀动力学F i g .6 S w e l l i n g ki n e t i c s o f N Q C -O P -A D H h y d r o g e l s i n P B S (pH=7.4)在开始的60m i n 内,水凝胶表现出快速吸水的能力,溶胀率达到了(14.84ʃ0.71)g /g,这主要是由于N Q C -O P -A D H 水凝胶为多孔网状结构,这些孔之间相互连通,形成通道,水分子或溶剂分子通过对流方式快速进入到水凝胶内部,使水凝胶的体积随溶剂分子的进入而不断膨大,产生溶胀现象[30]㊂60m i n 时,水凝胶内部已含有大量的溶剂分子,随着时间的延长,溶剂分子进入水凝胶的速度减慢,致使水凝胶的溶胀率缓慢增加,最后达到溶胀平衡,最终的平衡溶胀率为(16.86ʃ0.25)g /g㊂N Q C -O P -A D H 水凝胶具有良好的溶胀性能,因此有助于吸收大量的渗出液,减少伤口浸润,为其在组织工程中的应用提供支持㊂3.2水凝胶的抑菌实验N Q C -O P -A D H 水凝胶对E s c h e r i c h i a c o l i 和S t a -p h l o c o c c u a u r e u s 的抑制率如图7所示㊂由式(3)计算出N Q C -O P -A D H 水凝胶对E .c o l i 的抑制率为84%,对S .a u r e u s 的抑制率为99%㊂可以看出,N Q C -O P -A D H 水凝胶对2种菌都显示出良好的抗菌能力,但是对S .a u r e u s (革兰氏阳性菌)的抑制作用优于对E .c o l i (革兰氏阴性菌)的抑制作用,可能是由于细菌细胞壁成分和结构的不同而导致的㊂革兰氏阳性菌的细胞壁由一层厚而致密的肽聚糖和磷壁酸组成,带负电荷的磷壁酸与N Q C -O P -A D H 水凝胶中带正电荷的季铵基团发生静电相互作用,破坏细菌细胞膜,致使细菌死亡㊂而革兰氏阴性菌的细胞壁由薄的肽聚糖层㊁外部脂多糖层和脂蛋白层等多层潜在屏障组成,不含有磷壁酸,依靠带有少量负电荷的脂多糖㊁蛋白质或磷脂同带正电荷的季铵基团发生静电相互作用,因此其作用强度较弱[31]㊂故N Q C -O P -A D H 水凝胶对革兰氏阳性菌的表面接触抑制率更高㊂3.3水凝胶的生物相容性3.3.1水凝胶的溶血性实验 N Q C -O P -A D H 水凝胶的溶血率如表1所示㊂实验结果表明,稀释的血液经过N Q C -O P -A D H 水凝胶作用后,其溶血率为(1.168ʃ0.055)%(小于2%),说明水凝胶不溶血,暗示着N Q C -O P -A D H 水凝胶有良好的血液相容性,可作为生物材料应用于组织工程㊂56中国海洋大学学报2024年((a )和(b )分别展示当用p H=7.4的P B S 作为对照培养时E .c o l i 和S .a u r e u s 的生长情况;(c )和(d )分别展示水凝胶接触培养后E .c o l i 和S .a u r e u s 的生长情况;(e )水凝胶对细菌的抑制率㊂(a )a n d (b )s h o wt h e g r o w t h o f E .c o l i a n d S .a u r e u s w h e n p H =7.4P B S w a s u s e d a sc o n t r o l ,r e s p e c t i v e l y;(c )a n d (d )s h o w t h e g r o w t h o f E .c o l i a n d S .a u r e u s a f t e r h y d r o g e l c o n t a c t c u l t u r e ,r e s p e c t i v e l y ;(e )I n h i b i t i o n r a t e o f b a c t e r i a b y h y d r o ge l .)图7 N Q C -O P -A D H 水凝胶对E .c o l i 和S .a u r e u s 的表面抗菌活性F i g .7 S u r f a c e a n t i b a c t e r i a l a c t i v i t y a ga i n s t E .c o l i a n d S .a u r e u s o f N Q C -O P -A D H h y d r o ge l s 表1 N Q C -O P -A D H 水凝胶的溶血率T a b l e 1 H e m o l y s i s r a t e o f N Q C -O P -A D H h y d r o ge l 样本S a m pl e 545n m 波长下的吸光度O D 545溶血率H R /%蒸馏水D i s t i l l e d w a t e r1.536生理盐水N o r m a l s a l i n e 0.066N Q C -O P -A D H 水凝胶N Q C -O P -A D H H y d r o ge l 0.0831.168ʃ0.055注:N Q C -O P -A D H 水凝胶的溶血率(蒸馏水:阴性对照;生理盐水:阳性对照)㊂H e m o l y s i s r a t e o f N Q C -O P -A D H h y d r o g e l (d i s t i l l e d w a t e r :n e g-a t i v e c o n t r o l ;n o r m a l s a l i n e :po s i t i v e c o n t r o l ).3.3.2水凝胶的细胞毒性实验不同浸提时间的N Q C -O P -A D H 水凝胶浸提液的细胞毒性如图8所示㊂实验结果显示,在培养L 929达24h 时,4个时间段的N Q C -O P -A D H 水凝胶浸提液均表现出促进细胞生长的趋势,细胞存活率均大于100%,这可能归因于水凝胶在细胞培养液中被浸提出的成分利于细胞生长,此成分被细胞作为营养物所利用,从而促进细胞生长;也有可能是在早期的培养过程中,N Q C -O P -A D H 水凝胶中带正电荷的季铵基团与细胞膜上带负电荷的磷酸基团发生相互作用,更好地促进细胞黏附㊂通过对24㊁48和72h 的细胞培养结果进行统计学分析发现,相同浸提时间的数据间并无显著性差异㊂随着培养时间延长至48和72h,细胞存活率没有明显的增长,除了同细胞培养液的营养成分不足和代谢物的积累有关之外,还可能由于培养一段时间后细胞铺满底部而导致生长空间有限,细胞间发生接触抑制,不利于细胞的生长㊂另一方面,N Q C -O P -A D H 水凝胶中含有季铵基团,在与细胞的长时间接触过程中,可能会对细胞膜产生作用,影响细胞的生长㊂但在整个培养过程中细胞存活率始终大于80%,符合一级细胞毒性评级,表明N Q C -O P -A D H 水凝胶具有良好的细胞相容性,故具有作为生物医学材料的应用潜力㊂(p <0.05;p <0.01.)图8 不同浸提时间的N Q C -O P -A D H 水凝胶浸提液对L 929细胞培养不同时间后的细胞活性F i g .8 C e l l u l a r a c t i v i t y of d i f f e r e n t e x t r a c t i o n t i m e s o f N Q C -O P -A D H h y d r og e l s e x t r a c t o n th e vi a b i l i t y of L 929c e l l s a t d i f f e r e n t c u l t i v a t i o n t i m e3.3.3水凝胶的细胞表面培养应用于生物医学领域的材料必须具有良好的细胞相容性[27],故对N Q C -O P -A D H 进行细胞培养并检测细胞相容性是必不可少的㊂图9为N Q C -O P -A D H 水凝胶对L 929细胞表面培养1㊁3和5d 的荧光拍摄图片㊂实验结果显示,从第1天到第5天,水凝胶中绿色荧光强度逐渐变强,有大量的活细胞生长,且细胞增殖有明显增长的趋势(见图9(a ))㊂从3D 图片(见图9(b))可明显观察出,水凝胶内663期曹亚婵,等:基于壳聚糖的抗菌可注射自愈性水凝胶的制备及其生物相容性研究部也有大量细胞生长,且随时间的推移,细胞有向水凝胶深处迁移的趋势㊂主要归因于细胞接种在水凝胶表面后,由于水凝胶内部的孔状网络结构为细胞提供了迁移黏附空间,使细胞从表面迁移到水凝胶内部㊂实验结果初步表明N Q C -O P -A D H 水凝胶有良好的细胞相容性㊂图9 N Q C -O P -A D H 水凝胶表面培养L 929细胞荧光照片的平面图(a )和3D 图(b)F i g .9 P l a n v i e w (a )a n d 3D v i e w (b )o f f l u o r e s c e n t ph o t o s o f L 929c e l l s c u l t u r e d o n N Q C -O P -A D H h y d r o ge l s u rf a c e 3.3.4水凝胶的细胞包埋培养将L 929细胞包埋在N Q C -O P -A D H 水凝胶内部,观察细胞生长情况,如图10所示㊂观察到包埋在水凝胶内部的细胞有良好的生长状态,且随着培养时间的增加,细胞数量增多,表明细胞在水凝胶内部有增殖行为㊂通过细胞表面培养和包埋培养,都显示出N Q C -O P -A D H 水凝胶有良好的细胞相容性,能为细胞提供良好的生长环境,为进一步应用于生物医学领域提供支持㊂图10 N Q C -O P -A D H 水凝胶包埋培养L 929细胞的3D 荧光照片F i g .10 F l u o r e s c e n c e p h o t o g r a ph s o f L 929c e l l s c u l t u r e d i n s i d e N Q C -O P -A D H h y d r o ge l 4 结论(1)以海洋生物材料C S 为基础材料,通过3种动态共价键的作用制备出新型N Q C -O P -A D H 水凝胶,该水凝胶具有孔径约为40μm 的三维网络孔状结构,且具有快速吸水的能力和良好的溶胀性能,有助于吸收伤口部位大量的渗出液,减少伤口浸润,为其在组织工程中的应用提供支持㊂N Q C -O P -A D H 能快速成胶,且成胶后仍有可注射性;被分割的水凝胶圆盘重新靠近组合时,可通过动态共价键自我愈合㊂(2)N Q C -O P -A D H 水凝胶对E .c o l i 和S .a u r e u s 的抑菌率分别为84%和99%,表现出良好的抑菌活性㊂(3)N Q C -O P -A D H 水凝胶其溶血率小于2%,可判定为不溶血材料;其在培养L 929细胞24㊁48和72h 过程中,细胞存活率始终大于80%,且L 929细胞在水凝胶表面和内部培养时具有良好的生长状态,表现出低细胞毒性和良好的细胞相容性㊂参考文献:[1] W e i Z ,Y a n g J H ,L i u Z Q ,e t a l .N o v e l b i o c o m p a t i b l e p o l ys a c c h a -r i d e -b a s e d s e l f -h e a l i n g h y d r o ge l [J ].A d v a n c e d F u n c t i o n a l M a t e r i -a l s ,2015,25(9):1352-1359.[2] F a n Z J ,L i u B ,W a n g J Q ,e t a l .A n o v e l w o u n d d r e s s i n gb a s e d o n A g /g r a p h e n e p o l y m e r h y d r o g e l :E f f ec t i v e l y ki l l b a c t e r i a a n d a c c e l -e r a t e w o u n d h e a l i n g [J ].A d v a n c e d F u n c t i o n a l M a t e r i a l s ,2014,24:3933-3943.[3] T r a n N Q ,J o u n g Y K ,L i h E ,e t a l .I n s i t u f o r m i n ga n d r u t i n -r e -l e a s i n g c h i t o s a n h y d r o g e l s a s i n j e c t ab l e d r e s s i n gs f o r d e r m a l w o u n d h e a l i n g[J ].B i o m a c r o m o l e c u l e s ,2011,12(8):2872.[4] L i L ,Y a n B ,Y a n g J Q ,e t a l .N o v e l m u s s e l -i n s p i r e d i n je c t a b l e s e 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t e r n a r y a m m o n i u m c h i t o s a n(N A C-Q C S)a n d a d i p i c a c i d d i h y d r a z i d e(A D H)u s i n g o x i d i z e d p u l l u l a n(O P)a s a c r o s s l i n k e r.T h e p h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t i e s,a n t i b a c t e r i a l p r o p e r t i e s,a n d b i o c o m p a t i b i l i t y o f t h e h y d r o g e l w e r e s t u d i e d.E x p e r i m e n t s s h o w e d t h a t N Q C-O P-A D H e x h i b i t e d h i g h a n t i b a c t e r i a l a c t i v i t y a g a i n s t E.c o l i a n d S.a u r e u s,w i t h a n t i b a c t e r i a l r a t e s o f84%a n d99%,r e s p e c-t i v e l y;h a d g o o d b l o o d c o m p a t i b i l i t y,w i t h a h e m o l y s i s r a t e o f l e s s t h a n2%;a n d p o s s e s s e d l o w c y t o t o x-i c i t y t o L929c e l l s c u l t u r e d f o r24,48a n d72h.T h e h y d r o g e l h a d g o o d c y t o c o m p a t i b i l i t y,b e c a u s e L929 c e l l s c u l t u r e d o n t h e s u r f a c e a n d i n s i d e o f t h e h y d r o g e l f o r5d a y s s t i l l h a d a g o o d g r o w t h s t a t e,a n d l o t s o f c e l l s m i g r a t e d i n s i d e t h e h y d r o g e l i n t h e p r o c e s s o f s u r f a c e c u l t u r e.T h e g e l a t i n i z e d N Q C-O P-A D H c o u l d p a s s t h r o u g h t h e s y r i n g e s m o o t h l y w i t h o u t c l o g g i n g,a n d h a d g o o d s e l f-h e a l i n g a b i l i t y.K e y w o r d s:t h i o l a t e d q u a t e r n a r y a m m o n i u m c h i t o s a n;p u l l u l a n;s e l f-h e a l i n g h y d r o g e l;a n t i b a c t e r i a la c t i v i t y;c y t o c o m p a t ib i l i t y责任编辑高蓓。

壳聚糖改性聚丙烯酸水凝胶的制备与性能分析

壳聚糖改性聚丙烯酸水凝胶的制备与性能分析水凝胶是一种具有高水含量、柔软弹性和可控释放药物能力的材料，广泛应用于生物医学、药物输送和组织工程等领域。

壳聚糖改性聚丙烯酸水凝胶是一类新型水凝胶材料，具有天然壳聚糖的生物相容性和聚丙烯酸的药物吸附能力，可用于递送药物、细胞载体和人工组织等方面。

本文将介绍壳聚糖改性聚丙烯酸水凝胶的制备方法以及性能分析。

制备方法：1. 壳聚糖制备：首先，将壳聚糖溶解在醋酸溶液中，并在室温下搅拌，直到溶液变得透明。

然后，将透明壳聚糖溶液过滤，并用乙醇沉淀壳聚糖。

最后，使用无水乙醇将沉淀洗涤干净，并干燥以获得壳聚糖粉末。

2. 聚丙烯酸制备：将聚丙烯酸溶解在蒸馏水中，并在室温下搅拌，直到聚丙烯酸完全溶解。

然后，使用滤纸过滤溶液，以去除其中的杂质。

3. 聚丙烯酸与壳聚糖的共聚反应：将聚丙烯酸溶液和壳聚糖粉末混合，加入过硫酸铵作为引发剂，并在适当的温度下反应一段时间。

此反应会导致聚丙烯酸与壳聚糖发生共聚，形成壳聚糖改性聚丙烯酸。

4. 凝胶化处理：将壳聚糖改性聚丙烯酸溶液转移至切割后的模具中，然后在适当的温度下进行凝胶化处理。

凝胶化处理的温度和时间可以根据所需的材料性能进行调整。

性能分析：1. 结构分析：使用傅里叶红外光谱（FTIR）分析技术对壳聚糖改性聚丙烯酸水凝胶的化学结构进行表征。

FTIR光谱可以提供关于材料的化学键和官能团的信息，以确定材料的组成和结构。

2. 吸水性能：通过浸泡法测量壳聚糖改性聚丙烯酸水凝胶的吸水性能。

将水凝胶样品浸泡在蒸馏水中，定期测量其质量增加的变化，计算吸水率。

高吸水性能能够增强水凝胶的药物递送和组织修复能力。

3. 机械性能：通过拉伸试验评估壳聚糖改性聚丙烯酸水凝胶的力学性能。

使用万能材料测试机，将水凝胶样品拉伸至破裂，测量应力-应变曲线，并计算材料的强度、伸长率和弹性模量。

良好的机械性能能够确保水凝胶具有足够的稳定性和可塑性。

4. 药物释放性能：使用模拟体液进行体外释放试验，评估壳聚糖改性聚丙烯酸水凝胶的药物释放性能。

邻苯二酚壳聚糖水凝胶

邻苯二酚壳聚糖水凝胶
邻苯二酚壳聚糖水凝胶是一种新型的水凝胶材料，由邻苯二酚和壳聚糖两种天然高分
子材料组成。

它具有高水分子含量、优异的物理化学性质和生物相容性，可用于医药领域、水处理、食品包装等领域。

本文将详细介绍邻苯二酚壳聚糖水凝胶的合成、性质及其应
用。

邻苯二酚壳聚糖水凝胶的合成方法主要有物理交联法和化学交联法两种。

其中，物理
交联法是将邻苯二酚和壳聚糖水溶液混合，并在室温下静置一段时间即可形成凝胶。

化学
交联法则需要使用交联剂将邻苯二酚和壳聚糖交联，形成较为稳定的凝胶。

1. 高水分子含量：邻苯二酚壳聚糖水凝胶的水分子含量可达90%以上，因此具有较强的水吸附性能。

2. 优异的物理化学性质：邻苯二酚壳聚糖水凝胶具有较好的弹性、可压缩性和温敏
性等物理化学性质。

3. 生物相容性强：邻苯二酚壳聚糖水凝胶是由两种天然高分子材料组成，具有极佳
的生物相容性，可用于医药领域。

邻苯二酚壳聚糖水凝胶具有广泛的应用前景，主要应用于以下几个领域：
1. 医药领域：邻苯二酚壳聚糖水凝胶可以用于制备人工血管、组织工程支架等医用
材料，也可以作为药物释放载体。

2. 水处理领域：邻苯二酚壳聚糖水凝胶可以作为吸附剂，用于废水的处理和净化。

3. 食品包装领域：邻苯二酚壳聚糖水凝胶可以用于食品包装，可以控制食品的水分
含量，延长其保鲜期。

总之，邻苯二酚壳聚糖水凝胶是一种功能性材料，具有广泛的应用前景。

未来，随着
技术的进一步完善，它将在更多领域得到应用。