雙層殼聚糖與HAP復(fù)合支架的初步研究

為改善生物活性玻璃與高分子之間的相容性,利用aptes改性生物活性玻璃(sbg),通過冷凍干燥法制備出用于骨和軟骨組織工程的殼聚糖-明膠/aptes改性生物活性玻璃(cs-gel/sbg)仿生型復(fù)合多孔支架,并對其孔隙率、力學(xué)性能和顯微形貌進行了表征;探討了各組分不同含量、交聯(lián)劑和冷凍溫度對cs-gel/sbg復(fù)合支架孔隙率、力學(xué)性能和顯微觀結(jié)構(gòu)的影響。研究表明,當(dāng)sbg和cs-gel的含量分別為70和40g.l-1,用edc和nhs交聯(lián),-50℃急凍2h后,又在-15℃下冷凍10h,最后真空冷凍干燥,制備出孔隙分布均勻、孔隙率達到90%以上、三維連通的復(fù)合多孔支架。

以含ca2+和po34-的溶液為無機相,殼聚糖(chitosan,cs)溶液為高分子相,采用原位水化法制備羥基磷灰石(hydroxyapatite,hap)/cs復(fù)合多孔支架材料。xrd和ir的表征和分析表明水化24h后,復(fù)合支架中的鈣磷鹽從磷酸氫鈣(dicalciumphosphatedehydrate,dcpd)轉(zhuǎn)化為hap。sem和eds顯示15μm左右的棒狀hap顆粒均勻地分散在多孔支架的孔壁上,壓縮強度的測試結(jié)果表明這種結(jié)構(gòu)顯著提高復(fù)合支架的力學(xué)性能。

目的:制備殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合凝膠基質(zhì),考察不同相對分子質(zhì)量,不同濃度的殼聚糖對復(fù)合凝膠的抗菌抑菌性能的影響。方法:采用一劑量法對不同相對分子質(zhì)量不同濃度的殼聚糖凝膠、殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合凝膠對大腸桿菌的抑菌效果進行比較。結(jié)果:隨殼聚糖濃度增大對大腸桿菌抑菌效果逐漸增強,隨殼聚糖相對分子質(zhì)量的減小抑菌效果增強,但相對分子質(zhì)量小于5000時無抑菌圈。結(jié)論:明確了殼聚糖相對分子質(zhì)量和濃度對殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合凝膠抗菌抑菌作用的影響。確定殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合凝膠中殼聚糖適宜的相對分子質(zhì)量為60000、濃度為2%。殼聚糖作為一種新的藥用材料與聚乙烯醇合用對大腸桿菌具有良好的抑菌作用,為新藥開發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。

[目的]為了研究殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合膜成膜特性。[方法]配制不同比例4%的殼聚糖-聚乙烯醇混合膜液,以4%聚乙烯醇為對照。在每種膜液中分別加入0.1、0.2、0.4g甘油,干燥成膜后,測復(fù)合膜透水性、水溶性、溶脹性、斷裂伸長率。[結(jié)果]殼聚糖(w)∶聚乙烯醇(w)∶甘油(w)為4∶16∶1對成膜特性有明顯提高。[結(jié)論]該研究可以為殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合膜在種衣劑上的應(yīng)用提供依據(jù)。

中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 復(fù)合材料學(xué)（論文） 殼聚糖纖維的制備與應(yīng)用 姓名：何軍禮 學(xué)號：1003091212 班級：10030912班 日期：2013年1月8日 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）期末考試論文專用 課程名稱：復(fù)合材料學(xué)班號：10030912學(xué)號：1003091212姓名：何軍禮成績： 任課教師：郝向陽張以河日期：2013年1月8日 殼聚糖纖維的制備與應(yīng)用 何軍禮 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）材料科學(xué)與工程學(xué)院10030912班，1003091212 摘要 簡述了殼聚糖的發(fā)展來源、結(jié)構(gòu)，殼聚糖纖維的主要特性，較詳細的介紹了聚糖纖維的主要制 備方法及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)所面臨的主要困難，提出了幾點可行的建議，總結(jié)了殼聚糖纖維制備的研究 現(xiàn)狀和應(yīng)用領(lǐng)域，并且著眼未來對殼聚糖纖維的未來發(fā)展進行總結(jié)展望。 關(guān)鍵詞：殼聚糖，殼聚糖纖維，制備，應(yīng)用 1、殼聚糖的發(fā)展來源、

利用溶液共混法以及冷凍干燥法制備了多孔碳纖維/聚乳酸/殼聚糖(cf/pla/cs)三元復(fù)合生物材料,通過掃描電子顯微鏡(sem)觀察了其表面形貌特征,并對其細胞相容性進行了評價。實驗結(jié)果表明,利用上述復(fù)合方法制備的三維多孔材料的孔徑為20~500μm,孔分布均勻,孔與孔之間相互連通;碳纖維的分散、冷凍干燥溫度對材料結(jié)構(gòu)影響較大,隨冷凍溫度的降低,支架的孔隙變小、變規(guī)則,內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨向均一,孔隙率有所降低;該材料與細胞具有較好的相容性,符合組織支架材料的基本要求。

采用聚硅酸鋁鐵與殼聚糖復(fù)合,制備低成本、高絮凝性能的新型無機-有機復(fù)合絮凝劑。結(jié)果表明:最佳復(fù)合條件為ph值1.4～2.0、原料配比(質(zhì)量比)1:1、最佳溫度70～80℃、反應(yīng)時間16h。并將該絮凝劑用于造紙廢水的處理實驗,在投加量每500ml為5ml時,其對廢水濁度、色度和cod的去除率分別為94.5%,61.5%和78.7%。

制備了殼聚糖/滑石粉復(fù)合物吸附劑,用于對水溶液中剛果紅的吸附.考察了剛果紅溶液的初始濃度、吸附劑用量、時間對吸附的影響.結(jié)果表明,初始濃度為100mg/l,吸附劑用量為1.0g/l時,吸附60min達到平衡,剛果紅的去除率為96%.殼聚糖/滑石粉復(fù)合物對剛果紅的吸附過程符合langmuir等溫吸附模型,最大吸附量為253.8mg/g.吸附動力學(xué)研究表明,吸附行為符合偽二階動力學(xué)模型.

利用殼聚糖/鋁礬土復(fù)合絮凝劑對活性艷紅x3b和還原大紅r模擬廢水進行絮凝脫色處理。考察了復(fù)合絮凝劑用量、ph值、攪拌速率、攪拌時間等因素對脫色率的影響。實驗結(jié)果表明,復(fù)合絮凝劑的脫色效果明顯優(yōu)于單獨使用殼聚糖或鋁礬土。在染料質(zhì)量濃度為100mg/l,ph值為5的條件下,用量為1.25g/l時,3種質(zhì)量比的復(fù)合絮凝劑對活性艷紅x3b的脫色率分別達到75%、90%和97%以上;而在用量為0.5g/l時,3種質(zhì)量比的復(fù)合絮凝劑對還原大紅r的脫色率均可達到100%。同時鋁礬土具有很好的可重復(fù)利用性,重復(fù)使用3次的鋁礬土復(fù)合絮凝劑對活性艷紅x3b的脫色率仍高于94%。

采用溶膠-凝膠法制備硅灰石-磷灰石(aw)納米前驅(qū)體粉,并結(jié)合有機泡沫浸漬工藝、物理包被殼聚糖(cs)法制備aw/cs復(fù)合支架材料。以掃描電鏡、抗壓強度測試儀對支架材料的顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進行表征,把兔骨髓基質(zhì)干細胞(bmscs)與支架材料體外復(fù)合培養(yǎng)評價材料的細胞相容性,將細胞與支架材料一起構(gòu)建體外組織工程骨植入兔的骨缺損處,用組織學(xué)的方法評價支架材料的生物相容性和成骨能力。結(jié)果表明:復(fù)合支架材料具有大孔/微孔結(jié)構(gòu)、孔隙分布均勻和相互貫通的優(yōu)點,大孔孔徑在100～500μm,孔隙率為80%～90%,復(fù)合支架材料適宜骨髓基質(zhì)干細胞(msc)黏附、增殖和分化,無細胞毒性。細胞復(fù)合材料的動物體內(nèi)研究表明:mscs與aw/cs復(fù)合支架材料體外構(gòu)建的新型組織工程骨具有較高的成骨能力和良好的骨缺損修復(fù)能力。

本文主要研究不同的被膜對鮮切菠蘿蜜的保鮮效果。分別用殼聚糖、木薯淀粉制成不同的涂膜液對鮮切菠蘿蜜進行涂膜處理。在3±1℃的條件下貯藏,涂膜后的鮮切菠蘿蜜的可溶性固形物、總糖、淀粉、總酸、vc的變化均小于對照組,抗菌性能優(yōu)于對照組。就不同的膜成分而言,對于鮮切菠蘿蜜的保鮮作用,殼聚糖膜的保鮮效果最佳,木薯淀粉-殼聚糖復(fù)合膜的保鮮效果優(yōu)于木薯淀粉膜。

主要研究不同的被膜對鮮切菠蘿蜜的保鮮效果。分別用殼聚糖、木薯淀粉制成不同的涂膜液對鮮切菠蘿蜜進行涂膜處理。在3℃±1℃的條件下貯藏,涂膜后的鮮切菠蘿蜜可溶性固形物、總糖、淀粉、總酸、vc的變化均小于對照組,抗菌性能優(yōu)于對照組。對鮮切菠蘿蜜的保鮮作用就不同的膜成分而言,殼聚糖膜的保鮮效果最佳,木薯淀粉-殼聚糖復(fù)合膜的保鮮效果優(yōu)于木薯淀粉膜。

為了研究殼聚糖/聚氧乙烯復(fù)合紡絲液性能對靜電紡絲的影響,利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的殼聚糖(cs)與聚氧乙烯(peo)以不同的質(zhì)量比溶解在濃度為50%的冰乙酸水溶液中制備了cs/peo復(fù)合紡絲液,采用靜電紡絲技術(shù)制備了cs/peo復(fù)合納米纖維。用掃描電子顯微鏡(sem)對制備出的cs/peo復(fù)合納米纖維進行表征,并測試了cs/peo復(fù)合紡絲液的溶液性能。從復(fù)合紡絲液性能對靜電紡纖維成型的影響機理角度對實驗結(jié)果進行了分析。分析結(jié)果表明,在其他靜電紡絲參數(shù)一定時,紡絲液黏度影響射流的穩(wěn)定性,從而影響纖維的形貌和直徑。只要紡絲液電導(dǎo)率在合適的范圍內(nèi),對靜電紡的影響不大。從泰勒的臨界公式中得出了紡絲液臨界電壓與紡絲液表面張力最佳值的一一對應(yīng)關(guān)系,并與本實驗中的實驗數(shù)據(jù)相吻合。

以聚乙烯醇(pva)和海藻酸鈉復(fù)合凝膠為載體,利用反復(fù)凍融法固定殼聚糖酶,利用響應(yīng)面中心復(fù)合設(shè)計法優(yōu)化聚乙烯醇與海藻酸鈉的濃度,結(jié)果分別是10·88%、1·07%,并對游離的殼聚糖酶和固定化酶的特性進行比較,經(jīng)固定化的酶,其機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性都得到顯著提高,與游離酶相比,固定化酶的最適反應(yīng)ph由5·0降至4·5,最適反應(yīng)溫度由60℃升至65℃,其米氏常數(shù)由7·24mg/ml升至10·12mg/ml,固定化的酶在連續(xù)使用7次后,仍可保持79%的酶活。

本文以高直鏈玉米淀粉(hacs)和殼聚糖(cs)為基本材料,甘油為增塑劑,甲基纖維素(mc)為增強劑制備可食性復(fù)合膜,研究了高直鏈玉米淀粉與殼聚糖的配比、甘油的添加量以及甲基纖維素的添加量對復(fù)合膜的透氣透水性能的影響。結(jié)果表明,hacs:cs為2:1時,膜的co2透過量和o2透過量最低,水蒸氣透過量(wvt)也處于較低水平。隨著hacs:cs的降低,膜的co2透過量和o2透過量增加到最大值再降低,而wvt值呈增大趨勢。甘油量的增加使復(fù)合膜的co2透過量和o2透過量先增加后降低,而wvt變化趨勢與透氣量一致。mc的添加量為2%時,hacs/cs復(fù)合膜的透氣量最低,而在mc添加量4%~6%時,膜的wvt最低。

以聚乙烯醇(pva)、明膠和殼聚糖為原料,以戊二醛為交聯(lián)劑,在醋酸溶液中通過共混交聯(lián)反應(yīng)合成了殼聚糖/明膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠,考察了聚乙烯醇/殼聚糖/明膠的質(zhì)量比、交聯(lián)劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間對復(fù)合水凝膠溶脹性能的影響。通過正交實驗,確定制備復(fù)合水凝膠的優(yōu)化條件如下:交聯(lián)劑用量為6ml、反應(yīng)溫度為75℃、反應(yīng)時間為70min、聚乙烯醇/殼聚糖/明膠的質(zhì)量比為1∶2∶2,在此優(yōu)化條件下合成的殼聚糖/明膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠溶脹性能良好,對水的平衡溶脹度達到985%。

成功制備了殼聚糖/聚乙烯醇(cs/pva)復(fù)合水凝膠。考察了聚乙烯醇與殼聚糖的質(zhì)量比及戊二醛用量等對水凝膠溶脹度、機械強度等的影響。結(jié)果表明:當(dāng)聚乙烯醇與殼聚糖質(zhì)量比為2,戊二醛濃度為0.213mol/l時,水凝膠的綜合性能最佳。

目的對殼聚糖-絲素-磷酸三鈣復(fù)合支架體外進行細胞毒性實驗,為該材料在牙周組織工程中的應(yīng)用提供依據(jù)。方法制備殼聚糖-絲素-磷酸三鈣復(fù)合支架,并制備該支架材料的浸提液,通過四甲基偶氮唑鹽(mtt)法檢測25%、50%、100%濃度的殼聚糖-絲素-磷酸三鈣浸提液對小鼠皮膚成纖維細胞系l-929細胞的毒性作用,以第1、3、5天為檢測時間點,觀察細胞生長狀況,計算細胞相對增殖率,并對材料的細胞毒性進行分級。以正常培養(yǎng)基為陰性對照組,含0.64%苯酚的培養(yǎng)液為陽性對照組。結(jié)果l-929在不同濃度實驗組及陰性對照組中生長均好,細胞呈長梭形等形態(tài),細胞形態(tài)飽滿有光澤,mtt法結(jié)果表明同一時間點各濃度實驗組與陰性對照組間之間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(p>0.05),各時間點各濃度浸提液對l-929的相對增殖率均在75%以上,毒性分級為0級或1級。結(jié)論殼聚糖-絲素-磷酸三鈣復(fù)合支架符合生物材料細胞毒性試驗的安全標(biāo)準(zhǔn),是一種有潛力的牙周組織工程支架。

主要研究新鮮芒果在1-mcp與殼聚糖復(fù)合涂抹情況下的保鮮效果。實驗通過改變芒果的儲存環(huán)境,靈活調(diào)節(jié)殼聚糖以及1-mc復(fù)合物水平,通過測量芒果的失重率、呼吸強度等數(shù)據(jù)變化進行研究。

目的探討成膜法自制殼聚糖管狀支架的方法及支架的理化學(xué)生物特性。方法利用乙酸溶液制備濃度為8%的殼聚糖乙酸水溶膠,采用成膜方法制管后用naoh脫下殼聚糖導(dǎo)管,掃描電鏡下觀察殼聚糖管表面超微結(jié)構(gòu);并進行溶脹性實驗、ph值測定、細胞毒性試驗、體外及體內(nèi)降解實驗。結(jié)果殼聚糖管光滑,韌性好,具有三維多孔立體結(jié)構(gòu),孔徑大小不同。殼聚糖管具有膨脹性,中性,無毒,隨時間被組織吸收降解,體外降解慢于體內(nèi)。結(jié)論成膜法自制殼聚糖管狀支架可行,其理化生物學(xué)特性表明可用作生物可吸收支架。

采用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%)的殼聚糖溶液分別對欒樹種子浸種處理4h、8h1、6h、20h和24h的種子萌發(fā)試驗,以蒸餾水浸泡24h為對照。結(jié)果表明,不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的殼聚糖處理對促進種子萌發(fā)的效果十分顯著;浸種時間效果不顯著;二者的交互作用對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)效果顯著,對發(fā)芽速率效果不顯著。綜合考慮處理效果,以0.8%低聚殼聚糖溶液浸種8h的種子發(fā)芽效果較好。

為探討殼聚糖/二氧化硅復(fù)合仿生膜對碳酸鹽石材的保護作用,采用仿生合成技術(shù),以十六烷基三甲基溴化銨為有機模板,能過殼聚糖調(diào)控二氧化硅顆粒的生長,在碳酸鹽石材表面仿生合成得到了一層殼聚糖/二氧化硅復(fù)合保護膜,對其基本性能進行了檢測評價,并利用衰減全反射紅外光譜和場發(fā)射環(huán)境掃描電子顯微鏡表征了膜的結(jié)構(gòu)形貌。實驗結(jié)果表明,該膜具有優(yōu)良的耐酸、耐污性能,提高了膜層的抗凍融性和耐熱老化性能,并保留了石材原有的吸水性和透氣性。殼聚糖/二氧化硅復(fù)合膜改善了單一二氧化硅膜的開裂問題,且該保護膜與石材基體結(jié)合緊密、膜層薄,小影響石材外脫,是一種良好的碳酸鹽石材保護材料。