贻贝粘结蛋白仿生医用粘合剂的制备及其性能研究

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1、学校代码：10255学号：1152055博士学位论文贻贝粘结蛋白仿生医用粘合剂的制备及其性能研究STUDYOFPREPARATIONANDPROPERTIESOFMUSSELADHESIVEPROTEINSBIO-INSPIREDMEDICALADHESIVE专业：生物与仿生材料作者姓名:曾志文指导老师:莫秀梅二〇一八年五月东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或

2、撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年

3、月日贻贝粘结蛋白仿生医用粘合剂的制备及其性能研究摘要在临床外科手术中，止血和伤口闭合既是外科手术的基本核心操作技术，也是必须慎重考虑的问题。传统上采用手术缝合线、铆钉及机械固定方法进行伤口的闭合，多年的临床经验表明这些方法虽然可以解决绝大部分的创伤案例，但是它们仍存在着不足和缺陷。医用粘合剂具有操作简便，无创闭合，不伤害受损部位周围组织，在进行伤口闭合的同时起到止血作用，减少疼痛，体内可降解，可以有效防止空气和体液泄露等优点，因此它迎合了现代医学理念和对外科手术的高要求，被当做一种可替代传统伤口闭合方法的临床技术。然而当前医用粘合剂

4、的抗湿粘结性能、生物安全性和治疗效果并不能满足临床外科的要求，研究发现贻贝粘合蛋白具有可以在各种基体表面进行粘合的万能胶性、快速固化交联能力、在海水中或潮湿环境下的高抗湿粘附强度等特性，使得它为研发人员开发一种理想粘合剂提供一种可能性和途径。本课题提出采用生物相容性优越并且生物可降解的壳聚糖和聚乙二醇作为制备医用粘合剂的材料，同时结合当前医用粘合剂的研发现状及要求和贻贝粘结蛋白的研究成果，我们通过聚合物仿生法制备贻贝粘结蛋白仿生医用水凝胶粘合剂，从而得到具有贻贝粘结I蛋白特性的水凝胶粘合剂，分别采用光交联技术和化学官能团反应法实现贻

5、贝仿生粘合剂的快速交联，对水凝胶粘合剂的凝胶时间、溶胀性、体外可降解性、机械强度和细胞相容性等进行了测试评估，由于水凝胶作为胶层，水凝胶的机械强度对粘合剂的粘结强度也起着重要作用，因此为了提高水凝胶的机械强度，我们还设计了双交联贻贝仿生水凝胶，并探讨作为胶层的水凝胶的机械强度对粘合剂的粘结性能的影响及其在小鼠皮下植入模型的体内可降解性及生物相容性。我们首先分别成功合成了巯基壳聚糖（CSS）和聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGDMA）两种聚合物，采用光交联技术可以使CSS和PEGDMA的混合溶液发生迈克尔加成反应从而实现水凝胶粘合剂快1速交

6、联固化。通过红外（FTIR）和氢核磁共振（HNMR）对制备的CSS和PEGDMA的分子结构进行表征，计算出PEGDMA的烯烃取代率为87%，采用UV-Vis吸收光谱测定CSS中巯基的含量为250μmol/g。对CSS/PEGDMA水凝胶的凝胶时间、溶胀率、体外降解、形貌观察、机械强度和粘结强度等物理化学性质进行表征，结果表明水凝胶具有可控的凝胶时间、溶胀率和体外降解行为，水凝胶粘合剂的粘合强度随着预聚物溶液的浓度增大而增大，特别是巯基壳聚糖中的巯基对粘合剂的粘合性能起着重要作用；压缩测试结果表明水凝胶具有良好的机械强度，通过扫描电子

7、显微镜（SEM）观察到水凝胶呈现三维网络多孔结构，这有利于细胞在材料上的粘附和生长；将小鼠II成纤维细胞（L929细胞）在水凝胶的提取液中培养，MTT测试结果说明光交联制备的水凝胶具有优越的细胞相容性。基于光交联巯基壳聚糖和聚乙二醇甲基丙烯酸酯水凝胶粘合剂的研究，为了提高粘合性，我们通过在CSS和聚乙二醇丙烯酸酯（PEGDAA）混合溶液中掺入贻贝仿生单体（Dopa-AA）制备一种光交联贻贝仿生三元聚合物水凝胶粘合剂（CPD）。我们先合成了三元1聚合物的三种组分，采用FTIR和HNMR进行表征，测定了PEGDAA的接枝率为85%和CS

8、S的巯基含量为350μmol/g。对掺入不同含量Dopa-AA的CPD水凝胶的凝胶时间、含水量、降解性能、形貌变化等进行表征，CPD水凝胶的凝胶时间由于受到儿茶酚对自由基聚合反应的抑制作用而延长，而水凝胶的降解速率由于儿茶酚在降解过程