论文部分内容阅读
天然高分子材料广泛存在于自然界中,具有良好的生物相容性、生物降解性以及无毒副作用等性能特点和优点,在生物医用领域具有十分广泛的应用。然而,有些天然高分子材料也存在着一些性能不足之处,例如天然高分子明胶材料在力学性能和抗菌性能方面存在不足。近年来,纳米材料的研究和应用受到了人们的广泛关注。其中,纳米银因为具有良好的抗菌性能,能够抑制细菌的生长,因此在生物医药领域得到了广泛的应用,例如纳米银抗菌材料应用于不同的生物植入器件和医用织物方面。本工作将壳聚糖、明胶、羧甲基纤维素钠等天然高分子与纳米银进行复合制备了天然高分子/纳米银生物复合材料,并对这些复合材料的性能进行了分析。首先,基于电刺激响应性壳聚糖的可控电沉积技术,进行壳聚糖、明胶与纳米银生物材料的电沉积研究,在电极表面得到外观平整的复合膜;纳米银的引入可以赋予材料抗菌性能和导电性能,有利于其在生物医用领域的进一步应用。本工作为构建纳米银/壳聚糖/明胶生物复合膜提供了一种新的方法,实现了在不同电极或基材上电沉积生物复合膜。该方法可以利用不同形状的电极以及电沉积技术的空间选择性制备具有不同形状的纳米银/壳聚糖/明胶生物复合膜。其次,同时采用纳米银和生物酶对明胶材料进行修饰来制备纳米银/明胶生物复合材料。采用微生物转谷氨酰胺酶修饰明胶材料,可以将明胶进行交联修饰改善材料的力学性能;采用纳米银修饰明胶材料,可以改善材料的抗菌性能。采用流变仪对微生物转谷氨酰胺酶催化纳米银/明胶体系形成凝胶过程进行分析。抗菌实验结果证明,与纯明胶材料相比,微生物转谷氨酰胺酶修饰的纳米银/明胶生物复合材料显示出了良好的抗菌性能,这种微生物转谷氨酰胺酶修饰的纳米银/明胶生物复合材料将在生物医用材料例如人工皮肤材料伤口愈合剂等方面具有良好的应用前景。最后,本工作利用阳离子聚电解质壳聚糖与阴离子聚电解质羧甲基纤维素钠的组装,并结合气-液微流道技术制备羧甲基纤维素钠/壳聚糖的多层微胶囊。研究结果表明我们所制备的羧甲基纤维素钠/壳聚糖多层微胶囊的尺寸比较均一,层与层之间的界面清晰,每一层都具有一定的空隙。我们采用这种微胶囊对不同类型的荧光物质以及不同种类纳米粒子例如纳米银进行了包埋实验,结果表明这种微胶囊能够在不同层组装不同类型的物质。因此,这种微胶囊将在控制释放、载体材料、药物输送等方面具有潜在的应用价值。本工作利用电沉积技术、生物酶修饰技术、气-液微流道技术等方法制备了纳米银/壳聚糖/明胶生物复合膜、纳米银/明胶生物复合材料以及羧甲基纤维素钠/壳聚糖多层微胶囊,所制备的天然高分子/纳米银生物复合材料在植入器件、伤口愈合材料、控制释放材料等生物医药领域将具有良好的应用前景。同时,该工作将为天然高分子与纳米粒子复合材料的研究提供重要的理论和实践依据。