《自愈性甲殼素基塗層的構建及其構效關係研究》是依託武漢大學，由丁福源擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：自愈性甲殼素基塗層的構建及其構效關係研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：丁福源
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
體內植入醫療器械塗層在使用過程中容易受損，引起生物污染，致使人體發病和死亡。自癒合塗層能在體內自我修復傷口，阻止微生物及蛋白質從受損處入侵。目前對醫療器械塗層的研究主要集中於抗細菌、蛋白粘附性及相容性上，因此迫切需要研究塗層的自癒合性。本項目利用甲殼素/殼聚糖衍生物的氨基和氧化天然多糖的醛基形成席夫鹼為驅動力，以層層自組裝的方式構建自癒合抗生物污染塗層。項目擬解決的關鍵科學問題是席夫鹼驅動下的天然多糖和氧化天然多糖自組裝塗層的結構調控與功能之間關係問題。弄清多糖分子參數、溶液pH值、離子強度等在塗層結構調控中的關鍵作用，闡明塗層結構與自癒合和抗生物污染之間的相互關係，揭示自癒合在抗生物污染中的微觀機制。本項目整合甲殼素/殼聚糖和自癒合塗層的優點，製備的自癒合抗生物污染塗層將在醫用包裝材料領域發揮重要作用。
結題摘要
本項目針對體內植入醫療器械塗層在使用過程中容易受損，引起生物污染，致使人體發病和死亡的問題，擬利用殼聚糖、甲殼素中的氨基和氧化天然多糖中的醛基發生席夫鹼反應，構建具有自癒合性能的多糖基塗層。首先，在鹼/尿素體系中通過一步法均相地製備了丙烯醯胺殼聚糖。通過調節丙烯醯胺和殼聚糖的摩爾比及反應時間，製備了取代度在0.49到0.93之間的丙烯醯胺殼聚糖。通過紅外光譜、核磁共振、X射線衍射對產物進行了表征。利用同樣的體系，還可以製備丙烯醯胺甲殼素、羧甲基殼聚糖等衍生物。隨後，利用丙烯醯胺殼聚糖中的氨基和氧化海藻酸的醛基發生席夫鹼反應，構建了凝膠材料。席夫鹼鍵是一類動態共價鍵，存在動態平衡，賦予凝膠自癒合性。pH值對凝膠的自癒合能力有影響，席夫鹼在酸性環境中不穩定，凝膠變成溶液，凝膠在鹼性環境中變弱，但可以完好地保留自癒合性。材料的比例影響凝膠自癒合，氧化海藻酸的用量越大，凝膠的自癒合越弱。交聯時間越久，凝膠的自癒合能力越弱。凝膠的自癒合性能及力學性能可以通過調節pH值進行恢復。此類自癒合凝膠的製備方法簡單，可以擴展到其他多糖基自癒合凝膠。最後，利用丙烯醯胺改性殼聚糖和氧化海藻酸的交聯反應，通過層層自組裝（LBL）製備了透明的自修復塗層。傅立葉變換紅外光譜和X射線光電子能譜表征表明塗層中存在席夫鹼鍵。紫外可見光譜和場發射掃描電子顯微鏡表征表明，塗層在LBL過程中表現出線性生長特性。塗層具有重複自修復性能，並且塗層的厚度和重複修復損傷的次數的能力成正比關係。除了優異的自修復性能外，塗層還具有抗細胞黏附的性能。此多功能塗層在生物醫藥及包裝領域具有套用前景。
