羧甲基纤维素_壳聚糖复合载药材料的制备及性能表征

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1、羧甲基纤维素/壳聚糖复合载药材料的制备及性能表征Preparationandcharacterizationofcarboxymethylcellulose/chitosandrugloadingcompositematerials作者姓名：蔡宝宜领域（方向）：生物高分子材料指导教师：滕乐生教授类别：工程硕士答辩日期：2018年5月20日摘要羧甲基纤维素/壳聚糖复合载药材料的制备及性能表征纤维素是自然界中含量最高的多糖类物质，来源广泛且丰富。羧甲基纤维素是纤维素经过羧甲基化反应后生成的衍生物，其化学结构保留了纤

2、维素的特性，并具含有大量游离羧基，在水溶液中能与其他带正电荷的高分子形成离子键。羧甲基纤维素由于其分子结构的特点，能够提高其复合物的机械性能。壳聚糖是由甲壳素在55%以上脱乙酰化后的产物。甲壳素是继纤维素后自然界中含量第二丰富的多糖类物质，主要来源于海洋生物诸如虾蟹的壳中。壳聚糖是近几年来材料领域研究的热门材料，它具有无毒无害、绿色环保、产量丰富、性质稳定等特性，并且成膜性能好，具有一定抑菌效果，在医学、农业、工业、环保等领域应用颇广。本文通过利用不同物料配比、反应体系pH值和甘油浓度制备了羧甲基纤维素/壳聚糖

3、复合材料，并对其材料性质、载药性能和抑菌功效进行了全面表征和深入分析。通过傅里叶红外光谱（FT-IR）可知，在pH值为碱性的情况下，羧甲基纤维素分子与壳聚糖分子之间的离子键结合更加紧密。反之，由于氢离子的存在会破坏了两者分子间的作用力使其分散。通过差热分析（TGA）可知这种分子间作用力的存在会削弱同种分子之间或分子内部的作用力，削弱其热稳定性。通过扫描电子显微镜（SEM）图像，本文比较了膜形态和海绵形态的微结构差异。在力学性质实验中，复合膜的机械性能优于复合海绵，其最大抗拉强度（TS）最高可达到57.5Mpa，

4、断裂伸长率（E）可达到88%。复合海绵在溶胀性能方面比复合膜更为优异，其溶胀率最高可达1224%（w/w）。因此，后续实验选取复合海绵进行医用敷料载药及抑菌的相关研究。通过对布洛芬（IBU）、罗红霉素（ROX）的药物释放实验，可知药物的最大累积释放量与复合海绵的溶胀性能有关。在对庆大霉素药物释放的实验中发现，庆大霉素与海绵基质之间能产生一定作用力，能更好地结合到复合材料内部。在制备条件为pH=1时，海绵对药物的累积释放量最大。通过改变溶液pH值发现，这种释放行为还会受到pH值的影响。在抑菌性能实验中，发现复合材

5、料本身具I被一定的抑菌性能，负载了庆大霉素后的复合海绵的抑菌性能大大提升，抑菌环直径达到4.96mm，与对照组相比增大了204%。关键词：羧甲基纤维素，壳聚糖，复合材料，pH，药物释放，抑菌IIABSTRACTPreparationandcharacterizationofcarboxymethylcellulose/chitosandrugloadingcompositematerialsCelluloseisthemostabundantandwidespreadpolysaccharidesubstanc

6、einnature.Carboxymethylcelluloseisderivativeofcelluloseaftercarboxymethylation,anditschemicalstructureretainthecharacteristicsofcellulosecontainingquantityoffreecarboxylgroups,whichcanformionicbondswithotherpositivelychargedpolymersinaqueoussolution.Duetoits

7、molecularstructure,carboxymethylcellulosecanimproveitsmechanicalpropertiesofcomposites.Chitosanisthederivativeofchitin,whichismorethan55%deacetylation.Chitinisthesecondabundantpolysaccharideinnature,mainlyderivedfrommarineorganismssuchasshrimpandcrab.Chitosa

8、nisahotmaterialinthefieldofmaterialsresearchinrecentyears.Ithasthecharacteristicsofnon-toxicandharmless,environmentalfriendly,abundantandstableproperty,andithasgoodfilmperformanceandcertainbacte