壳聚糖/羧甲基壳聚糖复合不对称膜的制备及性能研究

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壳聚糖(Chitosan,CS)是一种天然聚阳离子功能性生物多糖,具有良好的生物相容性、成膜性、抑菌性和无抗原性,在医药和生物医用材料等领域有广泛的研究和应用前景。羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl chitosan,CM-CS)是CS的水溶性衍生物,其膜材料比CS膜具有更优良的组织亲和性,且具有促进成纤维细胞生长的功能。本论文采用分步流延干燥技术,以CS、聚乙烯醇(PVA)、CM-CS为原材料研制了一种新型的人工皮肤医用材料——CS/PVA/CM-CS(C-P-C)三层不对称复合膜,并对其理化性质和组织相容性进行了实验研究。 采用酸降解法,首先制备了一系列不同分子量(1、3×104D;2、5×104D;3、12×104D:4、17×104D;5、25×104D;6、30×104D)且具有相同脱乙酰度(90±2%)的CS。然后将CS进行羧基化修饰,制备得到CM-CS。研究结果发现CM-CS的羧化度范围是90±2%,与CS的分子量关系不大,产品之间的脱乙酰度无明显变化,且CM-CS和CS的分子量呈线性相关。 C-P-C复合膜在结构层次上符合Coenen等(1993)提出的理想状态人工皮肤的概念,其中膜一侧的CS层质地均匀、致密,另一侧的CM-CS层含有大量孔隙,中间的PVA层柔韧性良好。本研究中研制的三种C-P-C复合膜中,C-P-C-2膜透光性最好,可达80%以上;三种材料制备的单一膜中CS膜的透光率最高,可达90%以上。C-P-C复合膜的吸水率介于单一的CM-CS膜、CS膜和PVA膜之间,达到387%,这一结果表明C-P-C具有吸收创面积液的功能。三种复合膜中C-P-C-1膜和C-P-C-2膜水蒸气通透性保持在2500g·m-2·d-1左右,比较接近理想状态人工皮肤的透气性要求。C-P-C复合膜的对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌三种菌均可产生接触性抑制,说明C-P-C复合膜具有抑菌功能。 在PBS溶液中C-P-C复合膜对L-色氨酸的通透性随着PVA层厚度的增加而逐渐变小,其中在弱减性PBS溶液中(pH 7.2)的通透性大于其在弱酸性(pH 6.8)溶液中的通透性。 用64只Wistar大鼠进行动物模型实验发现C-P-C复合膜无毒性且不引起创伤
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