壳聚糖及其衍生物凝胶体系的制备及其性质研究文献综述

 2022-12-07 16:39:58

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、本课题研究目的、背景及意义

  1. 研究目的

研究壳聚糖及其衍生物凝胶系统的制备方法,并对其可能具有的性质进行实验研究。

  1. 研究背景

壳聚糖是有甲壳素碱化脱乙酰制备的,为N-乙酰-D-葡萄糖胺和D-葡萄糖胺的共聚物。甲壳素又名甲壳质、几丁质,是一种天然的生物高分子氨基多糖聚合物,广泛存在于低等生物如虾、蟹等甲壳、蟋蟀等昆虫的甲皮、丽文蛤、牡蛎的贝壳中及一些低等植物如真菌、藻类的细胞壁中,另外也可源于有机酸类、抗生素和酶的酿造副产物,它是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。

壳聚糖具有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纤性、吸湿性和保湿型,而且它还具有分子量大、黏度大、生物相容性、抗菌性和可降解等特点,因此壳聚糖具有十分广阔的应用。壳聚糖分子链上分布着氨基、羟基等活性基团,选择适当的试剂在这些位点发生化学反应,引入功能基团,就可以达到改善壳聚糖溶解性的目的。

水凝胶可定义为能够在水中溶涨并保持大量水分而又不溶解的交联聚合物。由于谁凝胶具有良好的亲水性和生物相容性,故已广泛地应用于卫生巾、尿布、生理卫生用品等方面。在生物医学领域,谁凝胶可以用作烧伤涂敷物、药物传输体系、补齿材料、生物分子和细胞的固定化载体等。在环境保护方面,利用一些水凝胶具有高吸水性的特点制成保水剂,可用于沙漠治理、土壤改良、水土保湿等方面,因此水凝胶是有广泛重要用途的一类高分子材料。壳聚糖类凝胶为物理或化学交联的网络,壳聚糖由于其分子间的氢键作用,其酸性水溶液具有一定黏度,而遇到碱性试剂,壳聚糖会立即形成凝胶,但该凝胶受环境pH影响较大,且凝胶强度不够,在水中的溶涨度也不大,通过化学交联的方法,使现行的壳聚糖链通过共价键交联变成网络结构,或是壳聚糖脸通过氢键、库仑力等分子间的作用力或高分子链相互缠结等物理作用形成网络结构的超分子体系,这样一方面可以使壳聚糖分子对酸性溶液的稳定性增强,另一方面可使其对环境的刺激产生可逆效应,这类凝胶可用于制备智能凝胶活分离膜材料。目前常使用的方法有:使用一些化学交联剂使其交联;光照或辐射与其他高分子形成半互穿或互穿网络;加入一些电解质通过静电作用或氢键键合,使其交联。

壳聚糖类水凝胶因其毒性低,具有良好的生物相容性,生物降解性,特别是这类水凝胶对pH敏感,对药物、蛋白质影响不大,在药物缓释材料、酶或蛋白质载体上有良好的应用前景,不过壳聚糖在生物医药方面的应用虽已在临床实验上取得一定成果,但仍处在实验阶段,有的甚至还在理论阶段,还没有广泛应用于试剂。壳聚糖链含有氨基、羟基,对于金属离子有一定的螯合作用,对pH敏感的一些壳聚糖类水凝胶膜可通过调节环境的pH来调节膜的孔径,这些水凝胶可用作分离材料。在酸性环境中壳聚糖基质能形成漂浮并逐渐膨胀,这些特点使壳聚糖成为一种理想的药物缓释材料。

  1. 研究意义

通过对壳聚糖及其衍生物凝胶系统的制备和生物相容性、生物毒性等性质的研究,为壳聚糖作为基础物质制备新型药剂提供理论依据,依此拓宽药剂研发的思路和方法。

二、研究内容与方法

  1. 壳聚糖水凝胶的制备

称取1.0g壳聚糖于洁净烧杯中,加入40mL醋酸溶液,搅拌溶解,加入16mL戊二醛搅拌,恒温1h得黄色透明壳聚糖水凝胶。

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