壳聚糖基温敏原位凝胶的制备及性能研究.pdfVIP

摘 要 壳聚糖基水凝胶在药物缓控释和组织工程领域具有很好的应用前景，为了改 善壳聚糖基水凝胶的应用性能和生物相容性，本文制备了巯基化壳聚糖，并采用 了物理和化学双重交联网络制备了巯基化壳聚糖/β-甘油磷酸钠（CTG ）凝胶，研 究了 CTG 凝胶的结构和性能。通过流变学分析和无侧限压缩试验研究了 CTG 凝 胶的相转变和机械性能。CTG 体系在体温下能够快速完成凝胶相转变（2 min ）， 并且凝胶化温度随 CS-TGA 和 β-GP 浓度的升高而降低。CTG 凝胶的压缩模量为 28~32 kPa ，高于 CS-TGA 凝胶体系。体外溶胀和降解实验表明，凝胶的降解时 间在 30 天以上，扫描电子显微镜观察显示凝胶内部呈现空间多孔网络结构。凝 胶的体外蛋白释放研究表明，CTG 凝胶对于蛋白有良好的控释作用，无突释现 象，基本符合一级释放动力学规律。体外细胞毒性、溶血性实验和组织病理实验 均表明凝胶有良好的生物相容性。 为了进一步提高 CTG 凝胶的温度响应性和可控性，我们在 CTG 凝胶基础上 引入了聚乙二醇丙烯酸酯（PEGDA ），形成了物理相互作用、Michael 加成和二 硫键三重交联网络的巯基化壳聚糖-聚乙二醇丙烯酸酯/β-甘油磷酸钠（CTGP ）凝 胶体系，克服了 CTG 凝胶化时间不可控的缺点。通过改变凝胶中 PEGDA 的相 对分子质量的大小，在改变凝胶化时间的同时进一步提高了体系的温度响应性， 使得该凝胶体系的凝胶化时间可控。机械强度测试的结果与流变学测试的结果一 致，CTGP 凝胶的机械强度显著提高，其中以分子量 700 的PEGDA 制备的 CTGP700-4 凝胶的压缩模量最高。以 CTGP700-4 凝胶为模型的进一步研究表明： CTGP 凝胶比 CTG 凝胶具有更好的溶胀性能，且降解和体内实验结果证明该凝 胶具有较高的稳定性，可以在体内外存留 30 天以上。以牛血清白蛋白为模型药 物进行体外释放研究，结果表明：该凝胶对于牛血清白蛋白的控释效果明显，无 突释现象，基本符合一级释放动力学规律。体外细胞毒性试验、溶血实验和组织 病理实验均表明凝胶有很好的生物相容性。蛋白递送和组织工程领域均需要生物 相容性良好，凝胶化时间可控并且机械强度和持久性较高的载体材料，因此，具 有三重交联结构的 CTGP 凝胶体系有着很好的应用前景。 关键词：巯基化壳聚糖；β-甘油磷酸钠；聚乙二醇二丙烯酸酯；温敏性凝胶； 体外药物释放；生物相容性 ABSTRACT An injectable thermo-sensitive double crosslinking hydrogel based on thiolated chitosan (CS-TGA)/beta-glycerophosphate (β-GP) was prepared by combining physical and chemical crosslinking. The effect of the concentrations of CS-TGA and β-GP on gelation temperature of CTG hydrogel was investigated. The gelation and mechanical properties of CTG in situ gel system were studied by oscillatory rheology and unconfined compression testing. CTG system undergoes a fast gelation at body temperature within 2 minutes, and the gel is durable and its mechanical strength is stronger than CS-TGA hydrogel’s. The integrity of CTG hydrogel maintains for more than 30 days both in vitro and in vivo, and the interior morphology