仿生贻贝聚谷氨酸粘附水凝胶的光固化制备与性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaojia1118
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伤口的快速有效闭合是临床上面临的重要问题。传统的缝线缝合耗时长,后续拆除对伤口造成二次创伤较大。为了提高伤口闭合效率,组织粘合剂作为替代处理方法日渐发展。目前的商用组织粘合剂中,生物类粘合剂难以平衡材料的力学性能和粘合效果,化学类粘合剂又常具有难以降解和安全性低的限制。贻贝蛋白具有优良的生物相容性和组织粘附能力,其中的邻苯二酚基团是其粘附性能的主要来源。非共价键自组装的主客体交联水凝胶具有制备简单、可逆自组装以及自修复等诸多优点,与光交联体系相结合可以有效调控材料的力学强度和降解速率。本论文基于聚谷氨酸良好的生物相容性和可降解性,通过引入环糊精-胆酸分子的主客体超分子对作为侧基构建主客体水凝胶,并引入含有可聚合双键的邻苯二酚基团参与光交联,制备了具有双网络和可调控降解性的组织粘附水凝胶,主要内容分为两个部分:(1)通过对聚谷氨酸侧基上的羧基活化后分别接枝胆酸及环糊精分子作为前驱体,构建了具有一定力学强度的主客体交联可自修复水凝胶体系。前驱体聚谷氨酸侧基上引入可聚合双键后与多巴胺的甲基丙烯酰胺衍生物光固化制备双网络水凝胶体系,实现了力学强度、粘附能力、固化时间的有效平衡。实验结果表明该光固化聚谷氨酸水凝胶具有稳定的力学性能和自修复性能,对包括皮肤、肝脏在内的多种基质材料具有优良的粘附性能,粘附强度达5 k Pa。该粘附水凝胶对3T3表现出低的细胞毒性。动物实验进一步证实了该水凝胶具有良好的闭合伤口的效果,可促进大鼠体表伤口的愈合,并且具有良好的生物安全性。(2)鉴于抗菌伤口敷料的巨大临床需求,以及伤口闭合材料对降解速率的不同需求,将可聚合的抗菌聚乙烯醇季铵盐与侧基含有双键的聚谷氨酸前驱体光固化制备抗菌复合水凝胶。实验结果表明,相对生物惰性的聚乙烯醇季铵盐的加入可以显著降低凝胶体系的降解速率,提高凝胶稳定性。体外抗菌实验表明,水凝胶前驱体对革兰氏阳性菌和阴性菌均具有良好的杀菌性能,材料浓度10μg/m L时细菌杀灭率在96%以上。3T3细胞的活性实验也证明复合抗菌水凝胶具有良好的细胞相容性,在生物医学领域特别是作为抗菌伤口闭合敷料具有良好的应用潜力。
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