抗菌海藻酸鈉敷料的制備及性能研究
發(fā)布時間：2021-11-24 05:14
海藻酸鈉具有良好的生物相容性和親水性,廣泛應用于未感染創(chuàng)面的修復,但其不具備抗菌活性,不能應用于感染傷口的治療。為開發(fā)新型海藻酸鈉基抗菌敷料,本文以兩種廣譜抗菌劑銀納米粒子（Ag NPs）和妥布霉素（TOB）為改性劑,采用固相改性策略實現(xiàn)了對氧化海藻酸鈉海綿（OSA）的原位功能改性,系統(tǒng)研究了兩種改性海綿OSA-TOB和OSA/PDA/Ag NSs的化學結構、微觀形貌、孔隙率、抗菌活性和生物相容性。在此基礎上,探索了OSA-TOB對兩種細菌感染傷口的治療機制。主要研究內(nèi)容與結果如下:（1）以高碘酸鈉為氧化劑對SA進行氧化改性,獲得含有活性醛基的氧化海藻酸鈉（OSA）。核磁共振分析表明,8.45 ppm處出現(xiàn)了-CHO的特征信號,表明OSA已被成功合成。研究發(fā)現(xiàn),隨著氧化反應的進行,OSA的氧化度顯著增加,分子量急劇降低,熱穩(wěn)定性變差,動力粘度下降明顯,但電導率則呈現(xiàn)增加趨勢。（2）探究反應溶劑對多巴胺聚合的影響,并通過PDA原位黏附和還原銀納米粒子（Ag NPs）的技術,固相原位合成海藻酸鈉/多巴胺/納米銀復合海綿（OSA/PDA/Ag NSs）。結果表明,乙醇對DA的聚合有抑制作用,...
【文章來源】：廣東海洋大學廣東省
【文章頁數(shù)】：119 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
M單元和G單元的結構式Fig.1-1ThestructureofMunitandGunit
廣東海洋大學碩士學位論文11文獻綜述1.1海藻酸鈉的研究進展1.1.1海藻酸鈉概述海藻酸鹽（Alginate）是一種從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取的陰離子多糖，是由M單元（β-D-甘露糖醛酸）和G單元（α-L-古洛糖醛酸）通過1,4-糖苷鍵連接構成的無規(guī)嵌段共聚物[1]。不同來源的海藻酸鹽，M單元和G單元的比重和分布不同，從而導致海藻酸鹽的分子量及物理性質有所差異。M單元和G單元的結構式如圖1-1所示，M單元決定海藻酸鹽的生物相容性，而G單元決定海藻酸鹽的剛性。海藻酸鹽的結構如圖1-2，可見M單元和G單元以M-M、M-G或G-G的組合形式分布在鏈中。鈉鹽是海藻酸鹽的主要形式。海藻酸鈉（Sodiumalginate，SA）含有豐富的-COO-，在極其溫和的條件下，G單元上的羧基能與二價陽離子（如Ca2+、Cu2+、Mg2+、Fe2+、Sr2+等）發(fā)生靜電相互作用，形成“蛋殼”結構，誘導G單元堆積成交聯(lián)網(wǎng)絡結構，快速形成水凝膠。自1883年，英國科學家Stanford首次從海帶中提取得到海藻酸鈉后，海藻酸鈉分別于1929年和1944年應用工業(yè)生產(chǎn)和食品工業(yè)，1983年經(jīng)美國食品藥品管理局（FDA）批準后，海藻酸鈉成為應用于生物醫(yī)學領域的天然生物材料[2,3]。海藻酸鈉來源廣泛、價格低廉，具有生物相容性、生物可降解性、易于凝膠化、成膜性、無毒和結構穩(wěn)定等優(yōu)良的特性，已在食品、污水處理、紡織業(yè)、化妝品行業(yè)、藥物釋放、組織工程和創(chuàng)傷修復等領域得到廣泛應用[4]。圖1-1M單元和G單元的結構式Fig.1-1ThestructureofMunitandGunit圖1-2海藻酸鈉的結構式
單一的海藻酸鈉已不能滿足社會的需求，研究開發(fā)新型海藻酸鈉衍生物成為一種必然的趨勢。海藻酸鈉含有豐富的羧基和羥基，為后續(xù)功能化提供了修飾位點。改性后，海藻酸鈉的機械強度、溶解性、親水性、穩(wěn)定性等物理化學性質發(fā)生改變，拓寬了海藻酸鈉的應用范圍。目前海藻酸鈉的功能化改性主要分為羧基的化學改性、羥基的化學改性和物理共混3個方向，通過這三種方法可以賦予海藻酸鈉更強的理化性能，制備高性能海藻酸鈉基功能材料[4]。1.1.2.1羧基的化學改性（1）酯化反應最早使用酯化反應對海藻酸鈉進行改性，其反應過程如圖1-3。對海藻酸鈉進行酯化，可以將烷基引入分子鏈，減少親水性羧基，提高疏水性。海藻酸鈉的酯化物具有兩親性，烷基鏈團聚在分子內(nèi)部而形成膠束，適合作為乳化劑使用或包封疏水性藥物。在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽的催化下，Yang等[5]將海藻酸鈉與十二醇混合進行酯化反應，成功制備新型無毒的兩親性高分子海藻酸十二醇酯。Shi等[6]將乙醇酸接枝在海藻酸鈉分子鏈上進行疏水改性，合成了海藻酸鈉乙醇酸酯（Alg-g-PGA），Alg-g-PGA具有表面活性，能自組裝成納米粒，再進一步與氯化鈣交聯(lián)形成水凝膠微球，研究表明Alg-g-PGA凝膠微球載藥量高、緩釋效果好，是一種理想的藥物載體。為了開發(fā)具有生物相容性的血液透析膜，Amri等[7]將海藻酸鈉與聚乙烯醇在40°C下交聯(lián)1h，成功合成海藻酸鈉聚乙烯醇酯（PVA-Alg）。與海藻酸鈉膜相比，PVA-Alg膜的疏水性得到提高，同時具有更高的抗拉強度和更好的血液相容性，對于肌酸酐以及尿素的透析作用較強，能作為血液透析材料使用。圖1-3海藻酸鈉的酯化反應Fig.1-3Theesterificationofsodiumalginate（2）酰胺化反應酰胺化是一種將酰胺鍵引入化合物的化學反應。海藻酸鈉分
本文編號：3515304
【文章來源】：廣東海洋大學廣東省
【文章頁數(shù)】：119 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
M單元和G單元的結構式Fig.1-1ThestructureofMunitandGunit
廣東海洋大學碩士學位論文11文獻綜述1.1海藻酸鈉的研究進展1.1.1海藻酸鈉概述海藻酸鹽（Alginate）是一種從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取的陰離子多糖，是由M單元（β-D-甘露糖醛酸）和G單元（α-L-古洛糖醛酸）通過1,4-糖苷鍵連接構成的無規(guī)嵌段共聚物[1]。不同來源的海藻酸鹽，M單元和G單元的比重和分布不同，從而導致海藻酸鹽的分子量及物理性質有所差異。M單元和G單元的結構式如圖1-1所示，M單元決定海藻酸鹽的生物相容性，而G單元決定海藻酸鹽的剛性。海藻酸鹽的結構如圖1-2，可見M單元和G單元以M-M、M-G或G-G的組合形式分布在鏈中。鈉鹽是海藻酸鹽的主要形式。海藻酸鈉（Sodiumalginate，SA）含有豐富的-COO-，在極其溫和的條件下，G單元上的羧基能與二價陽離子（如Ca2+、Cu2+、Mg2+、Fe2+、Sr2+等）發(fā)生靜電相互作用，形成“蛋殼”結構，誘導G單元堆積成交聯(lián)網(wǎng)絡結構，快速形成水凝膠。自1883年，英國科學家Stanford首次從海帶中提取得到海藻酸鈉后，海藻酸鈉分別于1929年和1944年應用工業(yè)生產(chǎn)和食品工業(yè)，1983年經(jīng)美國食品藥品管理局（FDA）批準后，海藻酸鈉成為應用于生物醫(yī)學領域的天然生物材料[2,3]。海藻酸鈉來源廣泛、價格低廉，具有生物相容性、生物可降解性、易于凝膠化、成膜性、無毒和結構穩(wěn)定等優(yōu)良的特性，已在食品、污水處理、紡織業(yè)、化妝品行業(yè)、藥物釋放、組織工程和創(chuàng)傷修復等領域得到廣泛應用[4]。圖1-1M單元和G單元的結構式Fig.1-1ThestructureofMunitandGunit圖1-2海藻酸鈉的結構式
單一的海藻酸鈉已不能滿足社會的需求，研究開發(fā)新型海藻酸鈉衍生物成為一種必然的趨勢。海藻酸鈉含有豐富的羧基和羥基，為后續(xù)功能化提供了修飾位點。改性后，海藻酸鈉的機械強度、溶解性、親水性、穩(wěn)定性等物理化學性質發(fā)生改變，拓寬了海藻酸鈉的應用范圍。目前海藻酸鈉的功能化改性主要分為羧基的化學改性、羥基的化學改性和物理共混3個方向，通過這三種方法可以賦予海藻酸鈉更強的理化性能，制備高性能海藻酸鈉基功能材料[4]。1.1.2.1羧基的化學改性（1）酯化反應最早使用酯化反應對海藻酸鈉進行改性，其反應過程如圖1-3。對海藻酸鈉進行酯化，可以將烷基引入分子鏈，減少親水性羧基，提高疏水性。海藻酸鈉的酯化物具有兩親性，烷基鏈團聚在分子內(nèi)部而形成膠束，適合作為乳化劑使用或包封疏水性藥物。在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽的催化下，Yang等[5]將海藻酸鈉與十二醇混合進行酯化反應，成功制備新型無毒的兩親性高分子海藻酸十二醇酯。Shi等[6]將乙醇酸接枝在海藻酸鈉分子鏈上進行疏水改性，合成了海藻酸鈉乙醇酸酯（Alg-g-PGA），Alg-g-PGA具有表面活性，能自組裝成納米粒，再進一步與氯化鈣交聯(lián)形成水凝膠微球，研究表明Alg-g-PGA凝膠微球載藥量高、緩釋效果好，是一種理想的藥物載體。為了開發(fā)具有生物相容性的血液透析膜，Amri等[7]將海藻酸鈉與聚乙烯醇在40°C下交聯(lián)1h，成功合成海藻酸鈉聚乙烯醇酯（PVA-Alg）。與海藻酸鈉膜相比，PVA-Alg膜的疏水性得到提高，同時具有更高的抗拉強度和更好的血液相容性，對于肌酸酐以及尿素的透析作用較強，能作為血液透析材料使用。圖1-3海藻酸鈉的酯化反應Fig.1-3Theesterificationofsodiumalginate（2）酰胺化反應酰胺化是一種將酰胺鍵引入化合物的化學反應。海藻酸鈉分
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