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水凝胶作为生物医用领域研究热点之一,具有三维网络结构,并含有大量水分,结构性质与天然细胞外基质十分相似。甲壳素,一种在自然界含量仅次于纤维素的重要多糖,具有优越的生物相容性、生物可降解性,在生物医用领域有着十分广阔的应用前景。在甲壳素的众多衍生物中,羧甲基甲壳素(CMCH)因其良好的水溶性在生物材料界备受关注。但是,温敏性CMCH水凝胶的机械强度很弱,而且羧甲基取代度较大能够完全溶于水的CMCH不具备温敏性,不能形成热致水凝胶。本文以水溶性CMCH为研究目标,同时引入第二组份,构建出增强型CMCH基复合水凝胶。下面是本论文的主要研究内容以及结论:(1)甲基丙烯酸酯羧甲基甲壳素(Me-CMCH)水凝胶体系:在均相合成羧甲基甲壳素(CMCH)的基础上进一步对甲壳素实施甲基丙烯酸酯化修饰,制备出水溶性可光交联的甲基丙烯酸酯羧甲基甲壳素(Me-CMCH)。新型光致Me-CMCH水凝胶具有可调控的降解速率和机械性质,其储存模量明显高于物理交联的热致CMCH水凝胶。Me-CMCH水凝胶在生理缓冲溶液中可长期保持自身结构的完整性,并且可以被溶菌酶生物降解。细胞毒性实验表明此光致水凝胶无毒副作用,不影响细胞生长。Me-CMCH水凝胶的机械性质、内部微孔尺寸、溶胀和降解行为均可以通过改变甲基丙烯酸酯化度(DM)进行调节。这种生物可降解光致Me-CMCH水凝胶在生物医用领域具有一定的应用前景。(2)氧化石墨烯/狻甲基甲壳素(GO/CMCH)复合水凝胶体系:将氧化石墨烯(GO)引入到羧甲基甲壳素(CMCH)高分子网络中,再经1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)交联制备出均质的GO/CMCH复合水凝胶。GO对CMCH水凝胶的力学强度和溶胀行为有显著的影响。复合GO后水凝胶的力学强度明显增强,当GO的含量为1.0 wt%时,凝胶的压缩模量相比于没有加GO的CMCH水凝胶提升了 150%。当GO的含量减少时,复合凝胶的压缩模量也随之降低,表明可以通过改变GO的含量对GO/CMCH水凝胶的力学强度进行调控。复合GO后水凝胶的溶胀行为也发生了明显的变化。当GO的含量为0.1 wt%时,水凝胶拥有较高的溶胀倍率,GO的含量继续增加,复合凝胶的溶胀倍率逐渐减小,当GO的含量为1.0 wt%时,复合凝胶的溶胀倍率要低于纯CMCH凝胶(未复合GO的凝胶样品)。GO/CMCH复合水凝胶具有较强的可调控的力学性能以及可调控的溶胀性能,在生物医用领域具有潜在的应用。