壳聚糖水溶胶的制备与应用

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1、壳聚糖水溶胶的制备与应用摘要：壳聚糖是一种聚阳离子的生物二聚体，具有良好的组织相客性、生物可降解性和粘附性，在医学、生物学领域得到了深入的研究和广泛的应用。温敏性壳聚糖甘油磷酸钠是一种pH值中性的、在室温或低于室温时可长期保持液态、温度迭体温时可凝胶化的材料，有望成为药物，尤其是生物大分子制荆的载体和细胞支架材料。该文介绍了温敏性壳聚糖水凝胶的制备、特性、机制和应用等方面的研究进展。关键词：壳聚糖；水凝胶；制备；应用一、壳聚糖水溶胶的制备1、壳聚糖壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名

2、称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖这种聚阳离子的生物二聚体主要通过对几丁质脱乙酰基获得。而几丁质则主要来自虾、蟹的外壳口。由于来源广泛，无毒性、具有良好的组织相容性、生物可降解性和粘附作用等，该材料在医学、生物学领域得到了深入研究和广泛应用。壳聚糖在中性和碱性环境下不溶解。Singer等发现使脱乙酰度为85的壳聚糖溶解的最高pH值为6．2，超过此值就会出现水凝胶样沉淀。2、壳聚糖水凝胶的制备壳聚糖可通过化学和物理的方法交联制备成水凝胶。2．1化学交联化学交联主要是通过化学交联剂反应形成三维结构，但交联剂一般都具有生物毒性，因此在

3、应用前要尽量去除剩余的交联剂单体。.Wang等用戊二醛交联制备聚乙烯醇／壳聚糖半互穿网络水凝胶，讨论了交联的机理、成键过程(西夫碱)。水凝胶形成过程中，西夫碱是通过壳聚糖的氨基和戊二醛的醛基反应生成的。加入聚乙烯醇(PVA)是为了增强水凝胶的机械性能。吴国杰等将壳聚糖分别与聚醚、聚乙烯醇通过交联剂戊二醛制备聚醚一壳聚糖水凝胶和聚乙烯醇一壳聚糖水凝胶，并对它们的溶胀性能和机械性能进行了研究。Mahdavinia等将丙烯酸和丙烯酰胺加入到壳聚糖中，以过硫酸钾(KPS)作为基本引发荆，亚甲基二丙烯酰胺(MBA)作为交联剂制成水凝胶，研究了该水凝胶的

4、结构和溶胀性能。Chen等制备了Genipin-N，O-羧甲基壳聚糖(NOCC)／海藻酸钠水凝胶。Genipin是一种自然发生的交联剂，比戊二醛具有明显低细胞毒性，并能在形成水凝胶过程中更少地形成半互穿网络结构。Jinghong等将线形羧甲基壳聚糖(CMCS)和N一异丙基丙烯酰胺(PNIPA)通过无机黏土交联得到一种新型温敏性和pH敏感性半互穿网络水凝胶。这种通过黏土交联的半互穿网络水凝胶至少能延长800％，且能即时完全地恢复。化学交联法也有不加化学交联剂的，如Baran等将淀粉氧化生成聚醛，然后与壳聚糖通过还原性烷烃化交联形成水凝胶，研究讨

5、论了淀粉含量对水凝胶性能的影响。2．2物理交联物理交联的水凝胶是通过缠结点、微品区等物理结合方式形成的，避免了使用有毒的化学交联剂，因此在生物材料方面的应用前景会更大。目前最常用的物理交联方法有以下几种。2．2．1紫外光光致交联shin等将聚乙烯醇(PVA)、聚二甲基硅氧烷复合物和壳聚糖通过2，2一二甲氧基一2一苯基乙酰苯作为光引发剂在紫外光照射下交联形成水凝胶，研究了壳聚糖含量和在不同缓冲溶液中对水凝胶溶胀行为的影响。Kim等利用UV照射制备聚乙烯醇／壳聚糖互穿网络水凝胶。Lee等通过光致交联得到聚(丙烯酸／忖乙烯基吡咯烷酮)壳聚糖水凝胶。

6、2．2．2辐射交联Shim等通过伽玛射线辐射交联制备壳聚糖／丙烯酸水凝胶，研究了不同比例的壳聚糖和丙烯酸及辐射强度对水凝胶的影响。红外分析和电镜扫描表明，壳聚糖／丙烯酸的溶胀性能取决于离子化氨基和羧基通过伽玛射线辐射交联的程度。Shi等用钴伽玛射线辐射交联壳聚糖／聚丙烯酸形成水凝胶；王胜等以聚乙烯醇(PVA)和羧甲基壳聚糖(CMch)为原料，采用60Co-r射线辐照交联制备聚乙烯醇／羧甲基壳聚糖(PVA／CMCh)水凝胶；HongCai等将移植了N_异丙基丙烯酰胺的壳聚糖通过60Co-a射线辐射制得温敏性水凝胶。2．2．3反复冷冻-干燥Cer

7、chiara等将壳聚糖分别与十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸和十八烷酸通过冷冻一千燥的物理交联形成水凝胶。3.智能型壳聚糖水凝胶智能水凝胶是对外界环境(如温度、pH、离子强度、电场、光和特异化学物质等)细微变化而作出响应的一类水凝胶。其对外界的响应一般表现为凝胶体积的突变，呈现体积相转变行为。壳聚糖交联制备的水凝胶对温度或pH值具有敏感性。3．1温敏性壳聚糖水凝胶温敏性水凝胶是指其体积能随温度变化的高分子水凝胶。陈欢欢等[23]通过对壳聚糖的化学交联和聚乙烯醇(PVA)的物理交联作用来提高壳聚糖／甘油磷酸体系的凝胶密度和凝胶强度，形成互穿网络结构

8、体系，并在甘油磷酸盐作用下形成具有温度敏感水凝胶，同时发现该水凝胶能在体温下能迅速成胶。通过交联剂进一步强化后的互穿网络体系结构更致密，机械强度好。Fourier用