生物医药工程进展课程论文

《生物医药工程进展课程论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、华东理工大学2013学年第学期研宄生《生物医药工程进展》课程考试试卷年月开课学院：生工任课教师：考生姓名：学号：成缋：论文题目：共价或离子交联壳聚糖水凝胶相关内容研究论文要求：论文围绕生物医药工程或生物技术在制药屮的应用等方面的最新进展、技术、方法等内容（可结合自己的研宄课题），给出自己的评价性观点，对于文献的研宄工作，不是罗列，而应有鲜明的观点；对于发展趋势的分析，有明确的结论。论文字数不作要求。教师评语:教师签字:共价或离子交联壳聚糖水凝胶相关内容研宄本次课程我选择研宄的方向是壳聚糖水凝胶相

2、关A容，包括对于两大类水凝胶离子交联水凝胶和共价交联水凝胶的结构、原理、性质、药物利用及优缺点等方而进行阐述分析。简短介绍一下壳聚糖，它是甲壳素脱去乙酰基后的产物，脱乙酰度50%以上即被称为壳聚糖。壳聚糖分子式为3(1-4)-2-氨基-2脱氧-D葡萄糖，甲壳素作为自然界存在含量仅次于纤维素的生物质资源，其衍生物壳聚糖同样具有来源广泛、价格低廉的优势，而且壳聚糖是fl然界中唯一存在的天然阳离子碱性多糖，具有一系列特殊功能性质，壳聚糖分子结构中含有大y:羟基、氨基、乙酰胺基、氧桥以及富含电子的毗喃环

3、等活性基团，因而可以进行多种化学改性反应，例如在适当的条件下引入功能性基团，进行酰基化、羧烷基化、羟基化等修饰，而增加壳聚糖的溶解性和功能性。接下来，我们对水凝胶做一个定义：一类在水或者生理体液中溶胀的大分子网络，一般又可分为化学胶和物理胶。巾于交联剂往往是具有毒性的化合物，不仅会破坏凝胶内物质，而且一旦从凝胶中被释放山还会对机体产生毒性，因此化学凝胶在医学领域的应用受到限制：物理凝胶则因无需添加交联剂，在生物医药等领域备受关注。共价交联壳聚糖水凝胶一般可以分为三类:第一类是壳聚糖自身交联形成的

4、简单聚合网络，第二类是壳聚糖与其他聚合物链形成的共混聚合物网络HPN;第三类是半/全互穿聚合物M络IPN。三类网络结构屮最重要的相互作用就是共价键，还有一些次级相互作用如氢桥、疏水作川也有利于网络的形成，而这些相互作川发生在壳聚糖乙酰单元间，因此脱乙酰度低，乙酰单元更多，次级相互作用增加，从而形成更固化的胶体。要形成共价交联壳聚糖水凝胶盂要在合适洛剂屮的壳聚糖和交联剂，还可以加入其他组分，如加入聚合物形成HPN或者IPN,或者加入辅助分子2,2-双甲氧基-2-苯基乙酰苯等用来催化或者丌始凝胶咧络

5、的制备。但是对于生物利用来说，化学交联剂的存在使水凝胶的生物相容性降低，对生物分子活性产生影响，较难应用于医药领域。因此，现在出现了一些高生物相容性、低细胞毒性的交联剂，如京尼平，较传统化学交联剂具有在共价交联水凝胶中，我们最关心的参数莫过于交联度，它影响药物释放和凝胶机械强度。而影响交联度最人的影响因素则是交联剂浓度，浓度越高交联度越人。其他因素如壳聚糖分子量提高、温度提高、脱乙酰度提高、交联时间提高都会增加水凝胶的交联度。共价交联壳聚糖水凝胶形成一个永久的网络，允许水向巾扩散，增加胶体的机械

6、性质，基于这两点，共价水凝胶具有两个主要应用，即药物释放系统使生物活性物质通过扩散进行释放，或者作为永久网络使用，如培养细胞。不管是作药物释放还是永久网络使用，如肝细胞的生长支架、固定化酶支架、制成胶珠吸附重金属离子、疏水吸附、祌经修的材料，作为移植、注射用的生物相容性材料等，两者都依赖于壳聚糖水凝胶的多孔性质，溶胀率的改变会改变网络中孔径的大小，影响药物的释放和细胞的培养，因此，这些胶体研究的重点在于交联剂性质、聚合物性质、壳聚糖功能化影响等等对网络形成的影响。壳聚糖水凝胶还有一类敏感性溶胀水

7、凝胶，如pH敏感性凝胶、温度敏感性凝胶等，这些系统通过环境条件的改变进一步调节药物释放，可以在特殊环境下进行释放，如在胃酸性条件，这些特殊的性质进一步拓宽了壳聚糖水凝胶的应用。离子交联壳聚糖相对于共价交联水凝胶很大的优势在于离子交联剂的低毒性，上面说了，壳聚糖是阳离子碱性聚合物，常用阴离子或者分子作为离子交联剂，这时候网络的形成依赖于负电荷交联剂与壳聚糖正电荷基团间的离子反应，一般有三个方面的相互作用：金属离子与壳聚糖正电荷氨基基团间形成配位共价键：明离子分子作为交联剂时雨壳聚糖形成静电相互作用

8、；羟基基团与离子交联剂的相互作用。离子交联壳聚糖水凝胶形成较共价交联壳聚糖水凝胶要少一个辅助分子的加入，这提高了凝胶的生物相容性，对医药应用来说是个很好的前提。通常使用金属离子如铂离子，或者分子如含磷酸基团的三聚磷酸盐作为离子交联剂。离子交联壳聚糖水凝胶同样可以形成HPN或者IPN网络，修饰凝胶性质产生敏感性的特殊水凝胶，交联度对其同样重要，影响机械强度、溶胀和药物释放；还有其他一些次级因素会影响壳聚糖凝胶性质，离子浓度、壳聚糖分子量、药物本身的性质和聚合物的加入。离子交联水凝胶与共价交联水凝胶