摘要
水凝胶是一种通过物理或化学交联相互作用形成的具有三维网状结构的高含水聚合物。由于水凝胶具有良好的生物相容性，所以被认为是一种很好的生物选材料，并可以应用于组织工程，药物传输以及伤口辅料等。壳聚糖是由甲壳素脱乙酰化处理得到的高分子直链多糖，壳聚糖分子链上含有大量的羟基和氨基，使得壳聚糖可通过氢键相互作用与其他单体上的基团发生作用，从而形成水凝胶。根据壳聚糖独特的分子结构，设计出了壳聚糖基双网络水凝胶。主要研究内容如下： 1.以壳聚糖(CS)分子链作为第一重网络，丙烯酸与丙烯酸羟乙酯共聚物P(AA-HEMA)作为第二重网络，CS和P(AA-HEMA)形成具有氢键可逆相互作用的双网络物理交联结构。同时使用乙二醇(EG)和水作为溶剂，制备CS/P(AA-HEMA)有机凝胶。这种具有氢键物理交联相互作用使得凝胶中具有大量的可逆相互作用，在拉伸过程中能够消散大量能量，从而使得有机凝胶具有超拉伸性能以及一定的自愈合性能。实验表明，CS/P(AA-HEMA)有机凝胶具有优异的力学性能：断裂伸长率可达12000%，最大拉伸强度可达216kPa。同时，溶剂采用H2O-EG双溶剂体系，EG具有高沸点和较低的凝固点。溶剂中引入EG赋予CS/P(AA-HEMA)有机凝胶很高的环境稳定性以及良好的抗冻性。此外，有机凝胶中引入CS分子链，在丙烯酸的作用下，CS分子链上的-NH2质子化形式(-NH3+)，质子化的-NH3+基团与带负电荷的细菌相互作用，从而抑制细菌生长，赋予CS/P(AA-HEMA)有机凝胶优异的抗菌性能。 2.以羧甲基壳聚糖(CMCS)分子链作为第一重网络，丙烯酸与丙烯酸羟乙酯共聚物P(AA-HEMA)作为第二重网络，CMCS和PAA-HEMA两重分子链之间通过链缠绕物理相互作用连接，同时在水凝胶引入金属离子来提高凝胶的抗菌性。研究表明，该水凝胶同样具有优异的抗菌性能，是一种很好的生物材料。
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