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作者:杨梦;党奇峰;牛嗣玉;王世云;赵燕;苏洁瑜;桑丰;刘成圣;
单位:中国海洋大学海洋生命学院;
摘要:为制备一种集生物相容性、抗菌性、抗氧化性、适宜黏附性和可降解性的多功能水凝胶,本研究以壳聚糖(Chitosan, CS)为原料,并首次尝试使用氢化阿托酸(Hydratropic acid, HA)对其改性,制备了HA改性的CS(CSHA)。通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见分光光度法(UV-Vis)以及核磁共振氢谱(~1HNMR)等技术手段进行表征,结果显示:HA通过酰胺反应成功接枝到CS上,其接枝度为26.64%;相较于CS,CSHA的结晶度有所下降,溶解性得到改善。同时,本研究还成功制备了氧化葡甘露聚糖(Oxidized glucomannan, OGM),其氧化度为24.07%。在此基础上,通过席夫碱反应将CSHA与OGM以亚胺键连接,成功合成了CSHA/OGM水凝胶(CH-OG-HG),并对其理化性质和生物学性能进行研究。结果显示,CH-OG-HG能在70 s内快速成胶,其最大平衡溶胀率为17.54%,最大黏附强度为1 400 kPa, 30 d降解率可达99.39%。流变学检测结果显示,CH-OG-HG具有剪切变稀特性、自愈性以及适宜的机械强度。扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)结果显示,CH-OG-HG具有相互连通的三维网络结构。生物学性能实验结果表明,CH-OG-HG对L929和HSF细胞具有较低的细胞毒性,溶血率低于5%,符合生物医用材料标准。此外,CH-OG-HG对大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑制率高达95.94%,对ABTS~+·和·OH的清除率分别约为90%和40%。综上,CH-OG-HG不仅具有适宜的机械强度、黏附强度、溶胀性和低毒性,而且具有优异的抗菌性、抗氧化性、可注射性、可降解性和自愈性,在伤口敷料、药物释放以及组织工程等生物医学领域极具应用潜力。
关键词:壳聚糖;;葡甘露聚糖;;水凝胶;;抗氧化;;自愈性
基金资助:国家自然科学基金项目(31400812)资助~~