论文部分内容阅读
海藻酸(Alg)凝胶因其具有良好的生物相容性、低毒性和低成本而受到广泛的关注。但文献中已报道的工作主要是利用海藻酸及其衍生物的生物相容性和可降解性,很少涉及海藻酸凝胶粘附性和自愈合性的研究。在本文中我们提出利用酶催化交联多巴胺(DA)改性的海藻酸制备具有粘附性的海藻酸水凝胶,并首次利用海藻酸糖环上的顺位二醇与苯硼酸形成可逆的硼酸酯键设计具有自愈合功能的海藻酸水凝胶。生物粘附性水凝胶在药物释放、伤口涂层和愈合、组织工程等领域应用十分广泛。我们利用EDC/NHS催化活化海藻酸中的羧基和多巴胺中的氨基发生酰胺化反应,通过控制反应物间的摩尔比制备出含有不同接枝度的海藻酸-多巴胺(Alg-DA)接枝聚合物及对照物海藻酸-酪胺(Alg-TA)接枝聚合物;随后在辣根过氧化物酶(HRP)和 H2O2的催化作用下交联多巴胺制备水凝胶。 本研究利用流变仪考察了HRP、H2O2和聚合物的浓度以及聚合物的接枝度(DS)等因素对凝胶的凝胶化时间和机械强度的影响。发现凝胶速率和机械强度随着HRP、DS和聚合物浓度的增大而增大,随着H2O2浓度的增大是先增大后减小,实验结果显示通过改变反应条件,可以调节水凝胶的性能。通过NIH3T3细胞培养实验可知,细胞在Alg-DA凝胶表面呈舒展形态,可以很好的贴附在凝胶表面,而细胞在对照组Alg-TA凝胶的表面呈现球形,结果表明Alg-DA凝胶具有良好的生物相容性和粘附性。因而通过化学结构设计引入多巴胺,可以赋予海藻酸凝胶良好的生物粘附性。近年来,以动态化学键制备的自愈合凝胶受到广泛的关注。我们以苯二硼酸为交联剂,利用海藻酸糖环上的顺位二醇与苯硼酸形成可逆的硼酸酯键来设计海藻酸凝胶的自愈合功能,探究聚合物浓度、交联剂浓度、碱性浓度对海藻酸溶液形成凝胶的影响,并进一步利用流变仪考察了这些因素对海藻酸凝胶自愈合性质的影响,实验结果表明碱性浓度的影响最为显著,只有在合适的碱性浓度范围内海藻酸才能与苯硼酸形成具有自愈合能力的凝胶。综上可知,通过可逆硼酸酯键形成的海藻酸凝胶具有良好的自愈合性。