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壳聚糖的改性及其智能水凝胶的研究

杨黎明

  壳聚糖(Chitosan)是虾、蟹和昆虫壳骨架中提取物甲壳素的脱乙酰产物,是自然界中唯一的碱性多糖。它来源丰富,是一种可再生的天然高分子材料。壳聚糖具有生物相容性好、易生物降解、无毒、环境友好等特性;壳聚糖及其衍生物有着广泛的用途,特别是在生物医学领域,可用作药物载体、人工软组织材料(如人工皮)等。壳聚糖富含羟基和氨基,通过改性可以得到特定的功能高分子材料。如引入羧基后可得到特殊的聚两性电解质的性能。本文通过三种改性方法,在壳聚糖中引入羧基,成功地制备了三种具有特殊pH和温度敏感性的智能水凝胶。采用~(60)Co-γ射线和电子束对壳聚糖—丙烯酸混合水溶液辐照,制得了具有pH敏感性的壳聚糖(CS)/聚丙烯酸(PAAc)互穿网络水凝胶。该水凝胶在pH<4和pH>6的条件下溶胀较大,而在pH4至5之间的缓冲溶液中溶胀较小,具有明显的“酸”、“碱”双重敏感特性;采用反相乳液聚合法制备了CS/PAAC磁性水凝胶微球,通过溶胀吸附法将一种广谱抗癌药物—平阳霉素包埋于该磁性水凝胶微球,测定了其体外模拟药物释放的性能。动物实验结果表明,该磁微球在外磁场的作用下,能有效地进入肿瘤细胞的“靶区”,对肿瘤细胞的主动脉具有栓塞作用,同时具有药物缓释作用,对肿瘤细胞具有明显的疗效。采用~(60)Co-γ射线对羧甲基壳聚糖(CMCS)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)混合水溶液进行辐照,制得了具有温度和pH双重敏感性的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)/CMCS半互穿网络水凝胶。该水凝胶将PNIPAAm温度敏感性的低临界溶解温度(LCST)由32℃提高到人体温度37℃以上,同时也大幅度提高了水凝胶的溶胀比;用考马斯亮蓝作为药物模型,研究了该共聚物水凝胶在不同温度下的药物释放性能。采用丙酮酸对壳聚糖进行化学改性,通过丙酮酸的羰基基与壳聚糖的氨基反应生成Schiff碱化合物,再用NaBH_4进行还原,制备了聚两性电解质丙酮酸壳聚糖(PCS),然后采用聚乙二醇双缩水甘油醚为交联剂制得具有pH敏感性的丙酮酸壳聚糖(CPCS)水凝胶。该水凝胶显示出独特的酸碱两性响应性和良好的溶胀可逆性。……   
[关键词]:壳聚糖;智能水凝胶;聚丙烯酸;聚N-异丙基丙烯酰胺;丙酮酸;辐照聚合;磁微球
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:上海大学2005年