壳聚糖_聚乙烯醇温敏水凝胶的制备及性质研究

水凝胶综述水凝胶是一种能够吸收水分并形成凝胶状态的材料。

它具有优异的物理、化学性质和生物相容性，因此在医疗、生物制造、水处理、环境保护等领域有着广泛的应用。

本文将对水凝胶的种类、制备方法及其应用进行综述。

一、水凝胶种类1.聚丙烯酸钠凝胶：聚丙烯酸钠（sodium polyacrylate，SPA）是一种高分子聚合物，具有吸水性强的特点。

它能够在形成凝胶状态后固定并保持高水分量，具有吸收多达500倍重量的水分能力。

因此，SPA凝胶在卫生巾、纸尿裤等日用品中广泛应用。

2.壳聚糖凝胶：壳聚糖是一种具有天然多糖的生物高分子材料。

它具有天然亲水性、生物可降解性和低毒性等特点。

壳聚糖凝胶在生物制造、医学等领域有着广泛的应用前景，如软骨组织工程中的载体材料、生物医用凝胶等。

3.聚乙烯醇凝胶：聚乙烯醇（PVA）是一种合成聚合物，它具有高度的水溶性和可塑性。

PVA凝胶可以通过交联反应形成，具有优异的力学性质和生物相容性，因此在组织工程、医用敷料等领域有着广泛的应用。

4.明胶凝胶：明胶是一种蛋白胶体物质，由动物皮、骨、软组织等经加热水解、提取等工艺处理而成。

明胶凝胶具有良好的生物相容性、生物降解性和生物吸附性等特点，因此在医学、生物制造等领域有着广泛的应用。

二、水凝胶制备方法1.离子交联法：离子交联法是水凝胶制备的常用方法之一。

具体的制备过程是将水凝胶原料在水溶液中溶解，然后通过加入离子交联剂使其中交联反应发生，形成水凝胶。

三、水凝胶应用1.医疗领域：水凝胶在医疗领域广泛应用，如生物医用凝胶、组织工程载体材料、敷料等。

其中，聚丙烯酸钠凝胶广泛用于生产卫生巾、纸尿裤等日用品。

2.环境保护领域：水凝胶在环境保护领域也有着广泛应用，如污水处理、海藻收集、水土保持等。

其中，壳聚糖凝胶可作为海藻收集材料，聚乙烯醇凝胶可作为土壤水分保持材料。

3.其他领域：水凝胶在其他领域也有着一些应用，如食品工业中的增稠剂、涂料工业中的质感调节剂等。

根据制备方法划分不同的壳聚糖水凝胶水凝胶因其具有三维网状结构且含有亲水基团，能够吸收大量的水分而溶胀，使水凝胶具有优良的保水性质。

同时还有良好的生物相容性，能够广泛应用。

壳聚糖是由2-氨基-2-脱氧-葡萄糖通过1,4糖苷键连结的带正电荷的直链多糖。

其分子链上分布着许多羟基、氨基及N-乙酰氨基，这些基团之间可形成分子间及分子内氢键,使得壳聚糖在有机溶剂、水和碱中难以溶解。

而在稀酸溶液中,由于氨基质子化后破坏了分子内的氢键作用，使壳聚糖能够溶解。

以壳聚糖水凝胶作为药物的载体，不仅有优良的生物相容性和可降解性,还可将药物装载在壳聚糖水凝胶内以便于运送到作用部位再释放，从而使药物能在靶区快速达到所需药物浓度，减少药物的损失并提高疗效，还可减少药物对正常组织造成的毒副作用。

壳聚糖水凝胶的制备方法：壳聚糖形成水凝胶，重要的是分子之间发生交联作用，这种交联作用可通过物理方法或化学方法实现，因此制备壳聚糖水凝胶可从两方面来实现：物理交联法：利用分子内部及分子间的物理作用使得壳聚糖溶液凝胶化;化学交联法：加入化学交联剂，使分子间产生共价交联作用，从而形成壳聚糖水凝胶。

1.物理交联法制备；是通过分子间的作用力,使壳聚糖分子形成交联的网状结构从而形成水凝胶。

通过加入离子化合物﹑聚电解质复合物增强分子间静电相互作用可以实现壳聚糖分子之间的物理交联，另外也可以利用壳聚糖分子之间存在的疏水作用达到物理交联的目的。

(1)阴离子小分子制备壳聚糖水凝胶使用带有负电荷的甘油磷酸钠分子,可成功制备壳聚糖(Chitosan，CS)/ aβ-甘油磷酸钠( a3-sodium glycerophosphate，x3-GP)温敏水凝胶。

α3-GP带有负电荷，与壳聚糖上质子化后的氨基发生静电相互作用，最终使壳聚糖凝胶化。

除甘油磷酸钠外﹐其他如硫酸盐﹑柠檬酸盐和三聚磷酸盐等也可与壳聚糖上质子化后的氨基发生静电相互作用从而形成水凝胶。

(2)金属离子制备壳聚糖水凝胶不同于阴离子分子与壳聚糖质子化后的氨基之间的静电作用,金属离子与壳聚糖分子之间通过配位键合方式实现壳聚糖的凝胶化。

壳聚糖温敏水凝胶的质-构关系及研究进展孔明;程晓杰;陈西广【摘要】壳聚糖温敏水凝胶是一种非化学交联智能水凝胶，其成胶性能取决于凝胶组分，形成特定的质-构关系。

温和的制备条件和良好的生物活性，使壳聚糖水凝胶在组织工程、药物缓释，特别是细胞培养、液态栓塞剂等领域的研究应用取得了新进展。

综述了壳聚糖温敏水凝胶的分类、成胶性能、相变机制及其在生物医药领域研究和应用的新进展。

%Chitosan based thermosensitive hydrogel was a type of intelligent gel that was nonchemical-crosslinked,whose structures are closely correlated with specific ingredients.Its mildpreparation,desirable bioactivity and biocompatibility make it broadly applied in tissue engineering and drug controlled release.Nota-bly,its applications as fluid embolizing agent and cell culture matrix for ready harvest have attracted numerous attentions recently.This review intends to summarize its categorization,gelling behavior,mode of gelation and novel applications.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】6页(P8007-8012)【关键词】壳聚糖水凝胶;质构关系;温敏可逆相变;无酶处理;液体栓塞【作者】孔明;程晓杰;陈西广【作者单位】中国海洋大学海洋生命学院，山东青岛 266003;中国海洋大学海洋生命学院，山东青岛 266003;中国海洋大学海洋生命学院，山东青岛 266003【正文语种】中文【中图分类】TB381;Q8191 引言水凝胶是由聚合物网络及其内部的液体介质所组成的分散体系［1］。

PVA水凝胶的制备及研究综述关键词：PVA水凝胶制备研究表征应用摘要：简要评述了聚乙烯醇水凝胶的制备方法,评述了PVA水凝胶的研究现状与前景展望，详细介绍了本课题传统PVA水凝胶及温敏性凝胶的制备测试方法，总结了凝胶的应用，并展望了未来PVA水凝胶的发展趋势。

高分子凝胶是基础研究以及技术领域的一种重要材料。

凝胶是指溶胀了的高分子聚合物相互联结，形成三维空间网状结构，又在网状结构的空隙中填充了液体介质的分散体系。

近几年，高分子水性凝胶（又被称为水凝胶）的研究获得了极大的重视。

水凝胶是一种网络结构中含有大量水而不溶于水的高分子聚合物，具有良好的柔软性、弹性、储液能力和生物相容性，在生物医学和生物工程中具有广泛的用途。

常见的水凝胶有聚酰胺水凝胶、聚乙烯醇水凝胶、聚N-异丙基丙烯酰胺温敏性水凝胶等。

本课题主要针对于PVA水凝胶。

1PVA水凝胶的制备PVA水凝胶的制备按照交联的方法可分为化学交联和物理交联。

化学交联又分辐射交联和化学试剂交联两大类。

辐射交联主要利用电子束、γ射线、紫外线等直接辐射PVA溶液，使得PVA分子问通过产生自由基而交联在一起。

化学试剂交联则是采用化学交联剂使得PVA分子间发生化学交联而形成凝胶，常用的交联剂有醛类、硼酸、环氧氯丙烷以及可以与PVA通过配位络台形成凝胶的重金属盐等等。

物理交联主要是反复冷冻解冻法。

1.1物理交联法通过物理交联法制备聚乙烯醇水凝胶，报道中最多的是使用“冷冻-熔融法”和“冻结-部分脱水法”两种方法。

反复冻融法是将一定浓度的PVA水溶液在-10~-40℃冷冻1d左右，再在25℃条件下解冻1~3h，即形成物理交联的PVA水凝胶。

将其反复冷冻、解冻几次后，就可以使其一些物理性能和机械性能等有很大的改善。

冷冻使水溶液中的PVA的分子链在某一时刻的运动状态“冻结”下来，接触着的分子链可以发生相互作用及链缠结，通过范德华力和氢键等的物理作用紧密结合，在某一微区不在分开，成为“缠结点”。

壳聚糖的研究郑英奇 04300079壳聚糖[CS, (1 , 4) - 2- 氨基- 2- 脱氧- B- D - 葡聚糖]是目前自然界中发现的膳食纤维中唯一带正电荷的动物纤维, 分子内存的大量游离氨基, 使得其溶解性能较甲壳素有很大提高, 同时反应活性大大增强, 引起人们的广泛关注[ 1 ]。

壳聚糖分子中的氨基、羟基与大部分重金属离子形成稳定螯合物的性质, 可应用于贵金属回收、工业废水处理; 其天然生物活性的直链聚阳离子结构具有抑菌、消炎、保湿等功能, 可用于医药、化妆品配方等领域; 特别是经过化学改性得到的壳聚糖衍生物, 其物理化学性质得到改善, 使其应用范围大大拓展, 因此壳聚糖及其衍生物的开发及应用研究已引起人们广泛的兴趣。

本文就其功能化及其作为生物医用高分子材料方面的研究进行了简要综述。

1 壳聚糖的功能化及其在生物医用高分子材料方面的应用同其它碳水化合物一样, 壳聚糖也可以发生交联与接枝、酯化、氧化、醚化等反应, 生成一系列各具其特殊功能的新材料。

1. 1 壳聚糖的接枝反应及其在生物医用高分子方面的应用近几年壳聚糖的接枝共聚研究进展较快, 较为典型的引发剂是偶氮二异丁腈、Ce (IV ) [ 2 ]和氧化还原体系。

壳聚糖C6- 伯, C3- 仲羟基及C2-氨基皆可以成为接枝点, 通过接枝反应, 可将糖基、多肽、聚酯链、烷基链等引入到壳聚糖中, 赋予壳聚糖新的性能。

单纯的壳聚糖作为药物释放包覆物, 有溶解性差、对pH 的依赖性太强和机械性能不好等缺点, 而接枝上具有水溶性、生物相容性好的PVA 后, 能极大地改善其对药物的释放行为, 且满足H iguch i’s 扩散模型[ 3 ]。

在壳聚糖上接枝唾液酸的一部分, 有望成为人类红细胞凝结的抑制剂 , 壳聚糖上NH2 的正电荷与细胞表面的脂质体的负电荷(如唾液酸) 相结合后, 可抑制细胞的活动能力, 从而抑制细菌生长; 低聚体的壳聚糖能穿透细胞壁, 进入细菌的细胞内, 抑制其细胞中mRNA 的形成, 从而抑制细菌的生长。

镶嵌壳聚糖季铵盐微纳米粒子的壳聚糖温敏水凝胶的制备
镶嵌壳聚糖季铵盐微纳米粒子的壳聚糖温敏水凝胶的制备
制备了镶嵌壳聚糖季铵盐微纳米粒子的壳聚糖/β-甘油磷酸钠(CTS/β-GP)温敏凝胶,对其性质进行了研究,用透射电镜、扫描电镜和红外光谱分析了微纳米粒子和凝胶体系的结构.研究结果表明,壳聚糖季铵盐微纳米粒子的加入量为0.24～0.96 g/L时可以使CTS/β-GP体系的凝胶化时间缩短,形成的凝胶强度增大,牛血清白蛋白释放速率减缓.
作者：肖玲张俊马珊易梦玲 XIAO Ling ZHANG Jun MA Shan YI Mengling 作者单位：武汉大学,资源与环境科学学院,湖北,武汉,430079 刊名：武汉大学学报（理学版） ISTIC PKU 英文刊名：JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION) 年，卷(期)： 2007 53(2) 分类号： O636.1 关键词：水凝胶壳聚糖季铵盐药物释放。