摘要
水凝胶是一种高分子材料，在吸收大量水时能够溶胀并保持独特的三维结构。天然高分子基水凝胶由于其良好的生物相容性和生物可降解性，以及良好的机械强度和多孔结构，使其在组织工程，药物递送等方面有更多的优势。本论文通过简单的合成方法制备了两种γ-聚谷氨酸基和壳聚糖基水凝胶，并对其性能进行研究，具体研究内容如下： 一、钙-磷酸根配位自愈合物理水凝胶的制备 以γ-聚谷氨酸（γ-PGA）为原料，在缩合剂作用下与帕米膦酸二钠（BP）反应，制备聚合物γ-PGA-BP，并研究缩合剂种类、投料比对接枝率的影响，结果表明EDC/NHS优于DCC/NHS/DMAP，γ-PGA、EDC、NHS和BP最佳投料比为1∶2∶3∶2。聚合物γ-PGA-BP在Ca2+作用下通过配位键，制备可自愈合的物理水凝胶γ-PGA-BP，并研究Ca/P比和γ-PGA-BP固含量对制备水凝胶的影响，结果表明Ca/P和固含量越大，水凝胶强度越强；扫描电子显微镜显示水凝胶均为均匀多孔结构，孔径约50μm；压缩测试表明Ca/P越大，聚合物固含量越大，压缩性能越强（最大杨氏模量为0.12MPa）；自愈合测试发现该水凝胶具有自愈合性能；流变测试显示储存模量（G′）一直大于损耗模量（G″），表明水凝胶的弹性形变大于粘性形变，表现出一定的刚性；细胞毒性测试表明浓度小于15mg/mL时细胞活性均在98%以上；细胞增殖实验观察到随着时间的延长，细胞数目不断增加，说明该水凝胶具有优异的细胞相容性，可作为骨修复的候选材料。 二、壳聚糖/聚丙烯酸（CS/PAA）复合水凝胶的制备 将壳聚糖直接溶解在丙烯酸水溶液中，采用缩合剂和引发剂在70℃下反应24h制备CS/PAA复合水凝胶。红外图谱和X射线衍射图谱表明聚丙烯酸成功接枝到壳聚糖主链；压缩性能测试，表明水凝胶具有良好的韧性（最大杨氏模量为0.8MPa）；在不同pH值溶液中浸泡后进行压缩测试，结果表明在pH=5时压缩强度最大；扫描电子显微镜观察水凝胶微观形貌，发现其内部为均匀多孔密集的结构；流变测试，表明材料的弹性性质占主导地位，G′随着单体浓度和-NH2/-COOH摩尔比的增加，而增大，另外时间扫描发现，固含量越大，单体摩尔比例越高，形成水凝胶的速度越快；细胞毒性和增殖实验表明该水凝胶具有非细胞毒性和支持细胞增值的能力，在骨支架等生物医学方面具有应用前景。
NETL