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纤维素和壳聚糖都是自然界中资源丰富的天然高分子,具有价廉易得的优点。同时,他们兼具生物相容性高,生物降解性能好且无细胞毒性的优点。纤维素和壳聚糖在止血、消炎抗菌等方面具有良好的应用前景。纤维素类和壳聚糖类的止血材料早已有研究报道,并有市售的止血材料如速即纱和壳聚糖止血粉等。氧化纤维素的止血机理主要是依靠其表面的羧基含量吸附血液中的Fe3+,大量使用会在体内形成酸性弥漫环境,对人体的神经造成不可逆的损伤,且其分子量经氧化后变小,极易降解,容易引发二次出血。壳聚糖作为止血材料具有其自身的抗菌性能,但是作为阳离子碱性多糖,壳聚糖的最佳抗菌环境为酸性环境,且其水溶性差,分子量大不易降解。本项目旨在接枝纳米氧化纤维素和纳米壳聚糖衍生物,通过接枝,来规避两个天然的止血高分子材料的不足之处,以期获得更好的止血材料。 本文采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)氧化体系选择性氧化纤维素C6位制备了纳米氧化纤维素;制备了纳米壳聚糖碘和纳米O-羧甲基壳聚糖。最后将两者进行共混和接枝,对产品进行了红外表征,并对产品进行了吸水率、降解性和抗菌性的性能测定。研究成果如下所示: 1.用TEMPO氧化体系制备了纳米氧化纤维素,其中加入了缓冲溶液使得反应的pH变得可控和易调节。考察了实验因素pH、NaClO的量和反应时间对产品中羧基含量的影响,正交试验分析显示对羧基含量的高低影响因素大小为:NaClO>pH>时间。其中反应的最佳工艺条件为NaClO20ml,pH=10,反应时间从经济性来考虑应为2到3小时;在最佳反应条件下,制得的氧化纤维素羧基含量为27.64%。对纳米氧化纤维素进行了红外和电镜分析,分析表明纳米氧化纤维素为C6位选择性氧化,产品已达纳米级。 2.制备了壳聚糖碘和O-羧甲基壳聚糖(使用红外进行表征),并且成功制备了纳米颗粒水悬液。使用粒度分布分析对这两种水悬液进行了粒径检测,结果表明纳米壳聚糖-碘和纳米O-羧甲基壳聚糖水悬液的纳米颗粒大小均匀,在水溶液中的分散性良好,整个纳米水悬液的体系稳定。 3.将壳聚糖和纤维素以及纳米氧化纤维素和纳米O-羧甲基壳聚糖进行了接枝并使用红外进行了表征,将其与纳米氧化纤维素、壳聚糖、纳米氧化纤维素和纳米壳聚糖碘的共混物以及纳米氧化纤维素与纳米O-羧甲基壳聚糖的共混物进行止血性能的比较。通过吸水率的实验测定表明纳米氧化纤维素和纳米O-羧甲基壳聚糖的接枝物具有最好的吸水性能。通过降解性的实验分析表明纳米氧化纤维素和纳米O-羧甲基壳聚糖和纳米氧化纤维素相比降解时间稍长,这能避免止血材料降解过速引起伤口开裂造成的二次出血。通过抑菌性的实验,表明所有含壳聚糖或者壳聚糖及壳聚糖类衍生物的止血材料均具有抗菌消炎的功效,且含有碘以及具有纳米结构的壳聚糖类材料的抑菌效果更明显。 结果证实,本文所制备的纳米氧化纤维素接枝纳米O-羧甲基壳聚糖的海绵形态光洁结构较致密,在吸水性能、降解性能和抑菌性能上,都比单纯的壳聚糖和纤维素优异,因此说明我们所制备的纳米氧化纤维素接枝纳米O-羧甲基壳聚糖在止血材料方面有很好的应用前景。