当前位置：文档之家 › 胶原_壳聚糖_硫酸软骨素三元膜材料的制备与性能研究

胶原_壳聚糖_硫酸软骨素三元膜材料的制备与性能研究

  • 格式：pdf
  • 大小：515.03 KB
  • 文档页数：5

第19卷第2期2009年4月皮革科学与工程LE AT HER SC I E NCE AND E NGI N EER I N GVol .19,No .2Ap r .2009文章编号:1004-7964(2009)02-0026-05胶原壳聚糖硫酸软骨素三元膜材料的制备与性能研究王康建1,2,曾　睿3,叶易春1,2,但年华1,2,但卫华1,23(1.四川大学制革清洁技术国家工程实验室,四川成都,610065;2.四川大学生物医学工程技术研究中心,四川成都,610065;3.四川大学轻纺与食品学院,四川成都,610065)摘要:通过热脱氢交联(DHT )-碳化二亚胺(E DC )复合改性制备胶原-壳聚糖-硫酸软骨素三元膜材料。

对复合膜的力学强度、吸水率、降解性能、细胞毒性进行了表征,并将其应用于全层皮肤损伤动物修复实验。

结果表明:复合膜具有良好的力学性能和吸水性,耐酶解性,生物相容性,并能加速创面愈合,作为一种潜在的皮肤组织工程支架将具有良好的应用前景。

关键词:胶原;壳聚糖;硫酸软骨素;医用复合膜;创面修复中图分类号:O 636.1;　R 318.08 文献标识码:AThe Preparati on and Character i zati on of Coll agen -chitos an -chondroiti n Sulfate Co mposite M e mbranesWAN G Kang -jian1,2,ZEN G R ui 3,YE Y i -chun1,2,DAN N ian -hua1,2,DAN W ei -hua13(1.N ational Engineering L aboratory for C lean Technology of L eatherM anufacture,S ichuan U niversity;2.The Research Center of B io m edicine Engineering of S ichuan U niversity;3.Institute of L ight Industry,Textile and Food Engineering,S ichuan U niversity,Chengdu 610065,China )Abstract:The collagen -chit osan -chondr oitin sulfate (CS )composite membranes were modified by dehydrather mal (DHT )and 1-ethyl -3-(3-di m ethyla m inop r opyl )carbodii m ide (E DC )and used t o repair the full -thickness injury in ani m al .The i m portant p r operties,such as rati o of abs orbing water,mechanical p r operties,degradati on,cyt ot oxicity of me mbranes were investigated .The result indicates that this composite me mbrane with good mechanical p r operties,water abs or p ti on,digesti on -resistant,bi ocompatibility can i m p r ove wound healing and shows wide potentially app licati on as skin scaff olds in tissue engineering .Keywords:collagen;chit osan;chondr oitin sulfate;medical composited membrane;wound repair收稿日期:2008-10-12基金项目:成都市科技计划资助项目(06GGY B965GX -030)第一作者简介:王康建(1981-),男,湖北宜昌人,硕士研究生。

3通讯联系人,博导,教授,d wh -bi o@引　言胶原因其特殊的四级结构,具有独特的理化性质和优良的生物相容性、可降解性、低免疫原性等,在生物医用材料领域得到了广泛的应用[1-3]。

壳聚糖是甲壳质的脱乙酰产物,具有极好的生物相容性和可降解性、无刺激性、无免疫原性、无热源性,并具有促进创面愈合的功能。

大量胶原-壳聚糖复合材料研究表明,壳聚糖和胶原是多种人体组织细胞生长繁殖良好的诱导支架材料和细胞生长基质[4,5]。

硫酸软骨素(CS )是一种糖胺聚糖,具有抗炎、加速伤口愈合等作用,加入CS,可提高材料的生第2期王康建,等:胶原-壳聚糖-硫酸软骨素三元膜材料的制备与性能研究27物相容性[6]。

本研究在胶原-壳聚糖二元复合膜制备[7]、胶原-壳聚糖分子间作用力[8]等前期工作基础上,通过热脱氢交联(DHT)-碳化二亚胺(EDC)复合改性,将CS引入胶原-壳聚糖二元复合膜中,为材料提供多糖类的生物活性,进一步提高材料的生物稳定性和生物相容性。

DHT是一种通过加热使胶原上的羧基和伯胺侧基发生缩合反应而交联的改性方法,其优点在于没有引入有潜在毒性的化学试剂。

E DC是一种通过在羧基和伯胺侧链基团之间形成酰胺键而交联的改性方法,其优点是使反应后留下的水溶性异脲能很容易被洗掉。

因此DHT-E DC复合改性既能有效交联,又不会造成细胞毒性,是一种有效的交联改性方法[9]。

1　实验1.1　主要试剂和仪器2-N-吗啉乙烷磺酸(MES,美国Am resco公司),碳化二亚胺(E DC,上海延长生化公司),N-羟基丁二酰亚胺(NHS,上海延长生化公司),壳聚糖(脱乙酰度>87%,成都科龙化工试剂厂),硫酸软骨素(CS,美国Sig ma公司),茚三酮(德国MERCK 公司),溶菌酶(生物纯,成都天泰生命科技有限公司),甘氨酸(美国AMRESCO公司),人重组bFGF (生物纯,美国Sig ma公司),胶原(实验室自制)[10,11],其它试剂均为市售分析纯试剂,且使用前未经任何处理。

冷冻干燥机(Freeze6型,美国Labconco公司), CO2细胞培养箱(S ANY O,JAP AN),倒置相差显微镜照相系统(O ly mpus I X70,JAP AN),离心机(Heraeus Varifuge3.0RS,Ger many),扫描电子显微镜(JS M-5900LV,日本电子株式会社)。

1.2　实验方法1.2.1　DHT-E DC改性胶原-壳聚糖-硫酸软骨素膜的制备 胶原和壳聚糖按1∶1比例混合,溶解于0.5 mol/L的醋酸,置于自制模具中冷冻干燥成膜。

将未改性胶原基二元膜在常温下抽真空,升温,在110℃下处理2h。

将制得的脱氢加热改性(DHT)膜置于40mL pH5.0～6.0,50mmol/L2-N-吗啉乙烷磺酸(2-N-mor pholino ethanesulfonic acid,MES)的40%乙醇中浸泡30m in,再在50mmol/L MES、33mmol/L1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺[1-ethyl-3-(3-di m ethyla m inop r opyl)carbo2 dii m ide,EDC]、20mmol/L N-羟基丁二酰亚胺(N -hydr oxysuccini m ide,NHS)和1%硫酸软骨素的40%乙醇溶液中室温浸泡4h。

最后将上述复合支架在0.1mol/L Na2HP O4(pH值为9.1)溶液中清洗4h,再在不同浓度的NaCl溶液中清洗过夜,双蒸水反复清洗至中性,冻干,得DHT-E DC复合改性膜。

胶原-壳聚糖-硫酸软骨素三元膜EDC改性后,分别用浓度为0.1～1.0mol/LNa2HP O4(pH8.0～9.1)、1～2mol/L NaCl、5～50mmol/L甘氨酸、双蒸水反复清洗,再将自制的b-FGF缓释微球用磷酸盐缓冲液(P BS)分散,均匀喷涂于膜上,复合冻干得含缓释微球的胶原基体表创伤修复膜。

将上述创伤修复膜无菌封装在医用包装袋内用60Co辐照仪辐照灭菌,照射剂量为25kGy。

1.2.2　胶原-壳聚糖-硫酸软骨素改性膜的性能表征(1)拉伸强度测定将膜材料用模具制成哑铃状,空气调节48h,在拉力机上以10mm/m in速度测定材料的拉伸强度,每个样品测5次取平均值。

(2)降解性表征将膜样品(10mm×25mm)真空干燥,精确称量,置于试管中,然后加入5mL的溶菌酶降解液(1.0mg/mL,缓冲液为P BS)将其浸泡。

试管封口,置于(37±1)℃水浴中振荡(固定转速为80),于1 d、2d、3d、5d、8d、12d、15d时取样。

为了保持酶的活力,需每72h更换一次酶液。

样品水洗、干燥至恒重,通过降解后样品质量的减少来确定样品的降解性。

(3)三元膜浸提液细胞毒性试验剪取约1c m2大小膜材,于4mL培养基中37℃浸提3d,每天取一份浸提液,进行成纤维细胞培养。

浸提液培养细胞3d后,用MTT法检测和光境观察。

(4)全层皮肤损伤动物修复实验选取一级新西兰大白兔20只,雌雄各半,体重1.5～2.0kg。

用速眠新对新西兰白兔肌肉注射作全身麻醉,在兔背侧胸腰部脊柱两侧1c m处,脱毛、消毒。

10m in后麻醉起效后,切割建立3c m×4c m28　皮革科学与工程第19卷的全层皮肤损伤。

在左侧创口敷以胶原基复合膜,作为实验组,右侧创口作空白对照,两侧同时敷以灭菌的油纱和纱布,并在纱布边缘用1号线与皮肤缝合,1周拆除。

术后连续3d 注射氨苄青霉素0.25g/只。

观察创口的出血量,创口愈合时间及愈合创面的特征等。

2　结果与讨论2.1　拉伸强度胶原-壳聚糖二元E DC 改性膜的拉伸强度为1.06MPa,胶原-壳聚糖-硫酸软骨素三元E DC 改性膜的拉伸强度为1.19MPa,两者比较,三元膜机械强度更高,这与三元膜改性指数高于二元膜有关。

2.2　降解性能图1表明了改性膜在溶菌酶液中的降解情况:EDC 改性三元膜和EDC 改性二元膜的生物降解性,比未改性膜显著增强;在溶菌酶液中水解15d 后,EDC 改性二元膜保留了89.74%的质量,三元膜保留了93.02%的质量,而未改性膜保留质量不到60%。

这说明EDC 技术能提供有效的交联,提高材料的抗酶解能力;E DC 改性三元膜的性能更加优越,CS 的加入也有利于提高复合材料的抗酶解能力。

合集下载

壳聚糖-胶原复合膜渗透性能的研究

壳聚糖-胶原复合膜渗透性能的研究

壳聚糖-胶原复合膜渗透性能的研究王家鸣;任力;龙玉宇;刘卅;王迎军;季培红;林明楷;席蕾【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2012(043)020【摘要】渗透性能是角膜修复材料的重要性能指标。

采用溶液共混法，以EDC为交联剂制成不同比例的壳聚糖-胶原复合膜，以研究复合膜的渗透性能。

采用自制渗透性能测试装置测定了膜对氧气、葡萄糖、色氨酸、氯化钠的渗透性。

实验表明，随着渗透物质尺寸的降低，复合膜的渗透性提高；随着胶原含量的提高，复合膜的渗透性提高；随着交联剂用量的提高，复合膜的渗透性降低。

通过比较，发现胶原含量、交联剂对复合膜的渗透性的影响主要与复合膜的平衡含水量变化有关。

【总页数】4页(P2747-2750)【作者】王家鸣;任力;龙玉宇;刘卅;王迎军;季培红;林明楷;席蕾【作者单位】华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641 国家人体组织功能重建工程技术中心,广东广州510641;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641 国家人体组织功能重建工程技术中心,广东广州510641 广州华美康联生物科技有限公司,广东广州510000;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641 国家人体组织功能重建工程技术中心,广东广州510641;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641 国家人体组织功能重建工程技术中心,广东广州510641;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641 国家人体组织功能重建工程技术中心,广东广州510641;广州华美康联生物科技有限公司,广东广州510000;中山大学中山眼科中心,眼科学国家重点实验室,广东广州510060;中山大学中山眼科中心,眼科学国家重点实验室,广东广州510060【正文语种】中文【中图分类】O636.1【相关文献】1.胶原蛋白与壳聚糖复合膜的机械性能 [J], 陈达佳;赵利;袁美兰;苏伟;刘华;陈丽丽2.壳聚糖/褐藻酸钠聚离子复合膜的渗透汽化分离性能研究 [J], 卢灿辉;许晨;丁马太;庄斌3.壳聚糖-Ⅰ型胶原复合膜的制备及其生物相容性实验研究 [J], 周敏;徐淑兰;钟星华;杨烁;姚中雄4.角膜组织工程支架壳聚糖-胶原复合膜的性能 [J], 王迎军;赵晓飞;卢玲;任力;陈晓峰;葛坚;刘炳乾5.壳聚糖／聚丙烯酸钠聚离子复合膜的醇－水渗透汽化分离性能 [J], 卢灿辉;许晨;丁马太因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

壳聚糖薄膜的制备及其在食品包装中的应用研究

壳聚糖薄膜的制备及其在食品包装中的应用研究

壳聚糖薄膜的制备及其在食品包装中的应用研究概述：壳聚糖是一种天然的多糖类物质，可由虾、蟹壳等废弃物提取得到。

壳聚糖薄膜作为一种生物降解材料，具有良好的透明性、保鲜性和抗菌性能，在食品包装中有着广泛的应用前景。

本文将重点探讨壳聚糖薄膜的制备方法，并分析其在食品包装中的应用研究。

一、壳聚糖薄膜的制备方法1. 壳聚糖的提取与纯化壳聚糖的主要来源为海洋废弃物，如虾、蟹壳等。

首先采用稀酸或碱溶液将废弃物中的蛋白质和杂质去除，然后经过多次漂洗和离心，得到纯净的壳聚糖。

2. 壳聚糖薄膜的制备方法（1）溶液浇注法：将壳聚糖溶解在适当的溶剂中得到高浓度的溶液，然后将溶液浇注在平整的基质上，通过挥发溶剂得到均匀的壳聚糖薄膜。

（2）溶液浓缩法：将壳聚糖溶解在溶剂中，利用高温蒸发的方式将溶液中的溶剂浓缩，形成薄膜。

（3）离子凝胶法：将壳聚糖溶解在弱酸性水溶液中，加入交联剂进行交联反应，形成凝胶状的壳聚糖，再通过冻干或化学固化的方法得到壳聚糖薄膜。

二、壳聚糖薄膜在食品包装中的应用研究1. 保鲜性能研究壳聚糖薄膜的透氧性能与传统塑料薄膜相比更优越，可以控制食品包装内外氧气的渗透速度，延缓食品的氧化过程，从而延长食品的保鲜期。

同时，壳聚糖薄膜还具有较好的湿度调控能力，可以防止食品因受潮而变质。

2. 抗菌性能研究壳聚糖薄膜具有良好的抗菌性能，能够抑制常见细菌的生长，包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等。

此外，壳聚糖薄膜还能够对食品中的霉菌和酵母菌具有一定的抑制作用，从而有效保护食品免受细菌污染。

3. 可降解性能研究相比于传统塑料薄膜，壳聚糖薄膜具有良好的可降解性能，可以被微生物分解，还原为无毒无害的物质，对环境不产生污染。

这使得壳聚糖薄膜成为一种环保的食品包装材料，在塑料污染严重的背景下具有重要的意义。

4. 其他应用研究除了在食品包装中的应用，壳聚糖薄膜还具有其他潜在的应用领域。

例如，壳聚糖薄膜可以用于药物缓释系统，可以将药物包裹在薄膜中，缓慢释放给人体，提高药物疗效。

重要重要-----可吸收止血材料的研究现状及临床应用

重要重要-----可吸收止血材料的研究现状及临床应用

第27卷　第2期2008年　4月北京生物医学工程Beijing B i omedical Engineering Vol .27　No .2Ap ril 2008・综　述・基金项目:天津市科委基金(0613800)资助作者单位:天津市第三中心医院肝胆疾病研究所(天津　300170)作者简介:于美丽,女,研究员可吸收止血材料的研究现状及临床应用于美丽　杜智摘　要　简要综述了近年国内外主要的可吸收止血材料包括可吸收纤维蛋白胶、氧化纤维素、氧化再生纤维素、壳聚糖、α-氰基丙烯酸酯类组织胶、可吸收性明胶海绵和明胶纤维网、微纤维胶原和胶原纤维网、海藻酸钙纤维的组成、止血机理、止血性能、研究现状及临床应用,展望了可吸收止血材料未来的发展趋势。

对医生了解医用可吸收止血材料的止血特性、掌握正确的使用方法、充分发挥其止血效果,提供了一定的参考价值,同时,对医用材料工作者进一步研究止血材料提供了参考。

关键词　可吸收止血材料;止血效果;止血机理中图分类号　R318.04 文献标识码　A 文章编号　100223208(2008)022*******The research st a tus and cli n i ca l appli ca ti on of adsorbable hem ost a ti c agen t YU M eili,DU Zhi The Third Central Hospital of T ianjin,T ianjin 300170【Abstract 】　This paper revie ws the compositi on,mechanis m s and p r operties of several ads orbable he mostatic a 2gents,such as fibrin glue,oxidized cellul ose,oxidized regenerate dcelul ose,chit osans,cyanoacrylate,gelatin s ponge,gel 2f oa m ,m ier ofibrillar collagen,colagen fleece,calciu m alginate .A s well as ,the research status and clinical app licati on of the agents are p resented .The devel opment tendency of abs orbable he mostatic agent is f orecasted .Its values t o surgeon are e m 2bodied in comp rehending the he mostatic characteristic on ads orbable he mostatic agents in the r ound,making use of it,accu 2rately .A t one ti m e,the researcher of medical materials field can refer t o it .【Key words 】　ads orbable he mostatic agents;he mostasis effect;he mostasia mechanis m在各种外科手术中,减少出血,缩短手术时间,对患者预后有着重要的影响。

壳聚糖的结构与性质研究

壳聚糖的结构与性质研究

壳聚糖的结构与性质研究壳聚糖（Chitosan）是一种天然聚合物，由甲壳贝类的外壳中提取而来。

它具有广泛的应用领域，包括医药、食品、化妆品、纺织品和环境保护等方面。

本文将重点探讨壳聚糖的结构和性质。

一、壳聚糖的结构壳聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺和D-葡萄糖胺分子通过1,4-β-型醣苷键连接而成的聚合物。

在壳聚糖结构中，N-乙酰葡萄糖胺的乙酰基部分部分或完全被去除，生成去乙酰壳聚糖。

壳聚糖的分子量范围广泛，从几千到几十万不等。

二、壳聚糖的性质1. 可溶性：壳聚糖在酸性溶液中可溶解，但在碱性或中性条件下会凝胶化。

这种可溶性的特点使得壳聚糖在医药和化妆品领域具有良好的应用前景。

2. 生物相容性：壳聚糖是一种天然的生物大分子，与人体组织兼容性好，可降低药物和化学物质对人体的毒性和副作用。

3. 生物可降解性：壳聚糖可通过微生物酶的作用迅速降解，产生二聚体和单体，最终被人体代谢掉。

这一性质使其成为环境友好的替代材料。

4. 凝胶形成能力：在适当条件下，如酸性pH和低温，壳聚糖能形成凝胶。

这种凝胶具有可调控的孔隙结构和高比表面积，有助于药物包埋和释放。

5. 抗菌性能：壳聚糖具有一定的抗菌性能，可以抑制某些细菌和真菌的生长。

这使得壳聚糖在医药、食品和农业领域有广泛的应用。

三、壳聚糖的应用1. 医药领域：壳聚糖在医药领域的应用包括药物缓释、创伤敷料、骨修复材料和生物胶原膜等。

由于其生物相容性和可降解性，壳聚糖在药物传递系统中得到广泛应用，可以控制药物的释放速率和提高生物利用度。

2. 食品领域：壳聚糖因其结构独特、生物活性和可溶性，被广泛用于食品工业中作为稳定剂、增稠剂和乳化剂等。

此外，壳聚糖还可以用于食品保鲜、防腐和抗氧化等。

3. 环境保护：壳聚糖可用于废水处理，可以吸附重金属离子和有机物，起到净化水质的作用。

此外，壳聚糖还可用于制备生物降解塑料，有助于减少对环境的污染。

4. 纺织品领域：将壳聚糖修饰在纺织品上，可以赋予纺织品良好的吸湿性和抗菌性能，提高穿着舒适度和卫生性。