丝素蛋白/海藻酸钠水凝胶的制备及其释药性能

为提高水凝胶的负载率和缓释率，以N-羟基丁二酰亚胺和乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐为催化剂，柠檬酸为交联剂，将丝素蛋白和海藻酸钠交联制备得到丝素蛋白/海藻酸钠水凝胶，测试了水凝胶的结构、形貌、溶失率、吸水率、载药率和释药率。结果显示：丝素蛋白/海藻酸钠水凝胶的最佳制备工艺条件为丝素质量分数2.5%,柠檬酸质量分数2.5%,海藻酸钠质量分数4.5%,催化剂(质量比为1∶1)质量分数为0.5%。红外光谱图显示，在该条件下制备的水凝胶中含有丝素蛋白和海藻酸钠的特征吸收峰，其形貌为多孔结构，24 h后溶失率为11.4%,吸水率约70%,其最大载药率约50%,在pH=7.4的缓冲溶液中缓释8 h后，其释药率接近75%,表现出良好的释药性能。     

一种丙二酸衍生物的制备及其对胶原膜的改性应用

将丙二酸与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)在二环己基碳二亚胺(DCC)催化下反应得到丙二酸NHS酯。以丙二酸NHS酯为交联剂对胶原膜进行交联改性,考察不同交联剂浓度对胶原膜物理化学性能的影响,通过测试其变性温度、吸水率、酶解率和机械强度等,来表征交联前后膜性能的改变。结果表明:经过丙二酸NHS酯交联改性后的胶原膜热稳定性、形态稳定性增强,抵抗酶解的能力增加,机械强度有所提高。说明丙二酸NHS酯作为一种交联剂,可有效改善胶原膜的物理化学性能。     

乙二醇/丝素蛋白共混膜的研究

将丝素蛋白水溶液和乙二醇混合,制备透明丝素蛋白共混膜。用X射线衍射、红外光谱法对共混膜的结构进行分析,并测定其溶失率、力学性能及透光率,考察了其酶降解性能。在透明膜上培养L929细胞并对其黏附率和增殖进行测定,考察其生物相容性。研究表明:乙二醇能诱导丝素蛋白由无规结构向Silk I结晶结构转变,并且共混膜的溶失率得到了极大的改善,透光性良好。当乙二醇质量分数为30%时,共混膜柔韧性最好。试验表明,透明丝素蛋白膜具有较好的生物降解性,能够很好地支持角膜成纤维细胞在其上的黏附与增殖,细胞相容性良好。     

海藻酸-聚乙烯醇二元膜的结构表征与性能研究

由海藻酸钠和聚乙烯醇的水溶液共混,在3%的CaCl2水溶液中凝固,然后用1%的HCl水溶液处理,成功制得海藻酸/聚乙烯醇共混膜.采用红外光谱、X-射线衍射、原子吸收光谱和扣描电镜对共混膜进行了结构表征,并对共混膜的透光率、吸水率、保水率、力学性能、水蒸气透过率等方面进行了测试.结果表明,共混膜中海藻酸与聚乙烯醇分子间存在着强的相互作用及良好的相容性,其中Ca2+交联作用和海藻酸与聚乙烯醇分子间作用力、氢键等强的相互作用使共混膜理化性能得到了显著改善.     

多元醇对SF/PVA共混体系的增容作用

比较了丝素／聚乙烯醇和丝素／聚乙烯醇／多元醇共混物的相容性，并对其膜的机械性能进行了测试，结果表明，在无添加剂的条件下聚乙烯醇和丝素不相容，加入一定量的多元醇后其相容性得到改善，促进了力学性能的提高。     

丝素蛋白微针溶胀给药系统的研究

研究了一种微针溶胀给药系统,采用生物相容性良好的丝素蛋白为微针基材,将丝素溶液浇注于聚二甲基硅氧烷模具中,经过抽真空、恒温恒湿干燥成型,获得丝素干凝胶微针。为了获得溶胀型微针,加入乙二醇甲醚、尿素等小分子溶胀剂与丝素蛋白共混,研究了微针溶失、溶胀、压缩强度、药物释放等性能。采用X射线衍射测试了丝素蛋白微针干、湿态下的结晶结构。结果表明:加入的乙二醇甲醚与丝素质量比为1︰10时,丝素蛋白微针溶失性小,溶胀性能、强度、透皮释药速率及释药率较好。     

静电纺胶原/聚环氧乙烷纳米纤维膜的制备及其性能

为改善胶原/聚环氧乙烷纳米纤维膜在液态环境下的结构稳定性,利用静电纺丝技术制备胶原/聚环氧乙烷纳米纤维膜,并用不同浓度的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐/N-羟基琥珀酰亚胺对其进行交联改性,对其在液态环境下的溶胀性能、干湿态力学性能、溶血及凝血性能进行测试与分析。结果表明:经交联改性后,胶原/聚环氧乙烷纳米纤维膜在液态环境下浸泡7 d后仍可保持良好的纳米纤维形貌,纤维的溶胀率低于180%,力学性能得到明显改善;交联改性后的纤维膜溶血率均远低于2%,不会对红细胞造成破坏,且凝血性能得到明显改善,凝血指数由未交联的48%降低至20%以下。     

丝素/聚乳酸共混膜的性能测定

采用丝素溶液和聚乳酸溶液混合制成透明的薄膜.通过对丝素/聚乳酸共混膜红外光谱的测定、DSC分析、电镜分析,研究了不同共混比例的共混膜的结构和性能.结果表明:通过共混,形成了新的氢键体系;与纯聚乳酸膜比较,强度增加.     

辛烯基琥珀酸淀粉酯/海藻酸钠复合薄膜的结构性质分析

为了获得靶向人体消化道下端的功能因子微囊薄膜载体材料,本研究通过改变辛烯基琥珀酸淀粉酯(OSAS)的取代度、分子量及海藻酸钠复合比例调控OSAS/海藻酸钠复合薄膜的载体性能,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)系统探讨了海藻酸钠复合比例、OSAS取代度和分子量对复合薄膜结构和载体性能的影响规律。结果发现,海藻酸钠通过氢键与OSAS分子发生相互作用,海藻酸钠复合比例和OSAS取代度的提高及OSAS分子量的适度降低可促进复合薄膜有序微区的形成,诱导复合薄膜在胃液中的溶解率降低12.10%~18.90%;此外,提高海藻酸钠复合比例和OSAS取代度可诱导复合膜材的快消化成分降低3.6%~18.5%、抗消化成分提高11.1%~29.9%。研究结果为OSAS/海藻酸钠复合薄膜作为小肠末端或结肠靶向功能因子递送系统的载体材料奠定了基础。     

丝素PBT共混纤维的制备及性能测试

探讨丝素纳米颗粒加入量对丝素PBT共混纤维性能的影响。采用共混纺丝的方法将丝素纳米颗粒加入到PBT切片中进行共混纺丝,制备了不同丝素纳米颗粒添加量的丝素PBT共混纤维,测试了共混纤维的表面形貌、红外光谱、沸水收缩率、芯吸高度和强伸性能。试验表明:当在丝素添加量在1.0%~3.0%时,纤维具有良好的可纺性;共混纤维表面有明显凹凸感;共混纤维内部及表面附着了一定量的丝素蛋白;随着丝素纳米颗粒的混入,纤维的吸湿性有明显提高,但纤维的沸水收缩和强伸性能并没有显著变化。认为:共混纤维性能较好,产品附加值高,可用于新产品开发。     

交联壳聚糖薄膜及其水凝胶骨架片的制备与控释性能探讨

针对活性物质生物利用度提高这一热点问题,本文以三聚磷酸钠为交联剂,研究了交联壳聚糖薄膜的相关结构性能,探讨了交联壳聚糖水凝胶骨架片对活性物质的控释性能。壳聚糖来源广泛、生物相容性好,FT-IR-ATR分析显示,通过交联反应壳聚糖薄膜上引入一定基团,增强了薄膜的三维网络结构,从而使其具有一定的溶胀吸水性能。同时,交联后的壳聚糖薄膜耐酸性能明显提升,通过扫描电镜观察,交联壳聚糖薄膜经模拟胃液运转后表面仍然致密,无破损,具有作为活性物质载体材料的潜质。另外,以5-ASA为模型活性物质,通过压制得到交联壳聚糖水凝胶骨架片,在模拟释放实验中,5-ASA在胃液中0.5~1 h的释放率明显降低。研究结果显示,交联改性壳聚糖在活性物质传递及药物控释等领域都具有良好的应用前景。     

双金属离子交联海藻酸盐复合相变纤维的制备与性能

为制备多功能性海藻酸盐复合纤维，以海藻酸钠(SA)和丝素蛋白(SF)、月桂酸-棕榈酸二元低共熔混合物(LA-PA)为原料，通过湿法纺丝技术制备Zn²⁺-Ca²⁺、Cu²⁺-Ca²⁺、Sr²⁺-Ca²⁺双金属离子交联海藻酸盐复合相变纤维。利用红外光谱和高斯拟合研究了复合相变纤维的氢键作用，考察了双金属离子交联体系对复合相变纤维结构和性能的影响。结果表明：相对于单一Ca²⁺交联体系，双金属离子交联体系分子内氢键含量增加，分子间氢键含量减少，纤维的断裂强度随β-折叠链结构含量增加而提高；Zn²⁺-Ca²⁺、Cu²⁺-Ca²⁺复合相变纤维具有优异的抗菌性能；纤维的最大结晶温度和熔融温度分别为26.19和36.71℃,最大相变焓为25.95 J/g,且经50次热循环后相变温度和相变焓差异较小，具有良好的蓄热稳定性。     

以胶原-海藻酸钠纤维凝胶为原料的具有潜在组织工程应用的仿生支架材料的制备与评价

三维支架的孔结构和在细胞培养时稳定的性能在组织工程应用中非常重要。在这次研究中,将不同比例的海藻酸钠与胶原复合,在体外形成胶原原纤维分别得到复合凝胶,冻干,再化学交联,制备胶原-海藻酸钠复合支架。系统研究了海藻酸钠含量和交联处理对复合支架的孔结构、溶胀行为、酶降解和拉伸性能的影响。相关结果表明,现用的方法简单但能有效地制备高连通性的强韧的具有纳米纤维表层的仿生三维支架材料。NIH3T3细胞作为模型细胞,通过在交联支架材料内细胞增殖和浸润来评估细胞相容性、纳米纤维表层的依附性和多孔结构的稳定性。与机械性能最弱的交联的胶原海绵对比,该细胞培养的复合支架呈现出良好的多孔结构,因此,细胞可以在三维复合支架最表层增殖,也可以浸润到其内部。这些复合支架材料的孔径为150~300μm,孔隙率大于90%,拥有可调的良好生物降解能力和吸水性能,在组织工程学应用中很有前景。     

海藻酸钠-羧甲基纤维素钠-明胶共混膜的结构及性能研究

用溶液共混法制备海藻酸钠-羧甲基纤维素钠-明胶共混膜,并采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)表征膜的结构,同时测定共混膜的透光率、力学性能、水溶性和紫外吸收性。结果表明:共混膜中海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、明胶之间存在着强烈的相互作用和良好的相容性,三者共混明显改善海藻酸钠和羧甲基纤维素钠一元膜和海藻酸钠-羧甲基纤维素钠二元膜的性能。     

丝素蛋白/聚乙烯醇复合膜的制备及其表征

为探讨离子液体共溶法对所制备丝素蛋白复合膜的结构与性能的影响,用离子液体1?烯丙基?3?甲基咪唑氯盐（［Amim］Cl）分别溶解脱胶蚕丝和聚乙烯醇粉末,然后将2 个溶解体系按不同质量比共混后倒入成膜器,经甲醇浸泡去除［Amim］Cl 后自然风干成膜。借助紫外分光光度计、X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、光学接触角仪、紫外灯耐气候试验箱对复合膜的性能进行测试与表征。结果表明：［Amim］Cl 共溶法成膜可提高丝素蛋白与聚乙烯醇组分的相容性,成膜过程中丝素蛋白组分向膜的表面迁移,并主要以Silk II构象存在;随着复合体系中丝素蛋白配比的增加,复合膜表面粗糙度增加,膜的亲水性能提升,同时还加速了复合膜的光老化进程。     

生物敷料的制备及性能表征（一）

人体体表创伤包括烧伤、烫伤、机械伤以及皮肤溃疡等,如何修复创面,促进创面愈台,以及改善愈合后皮肤的功能和外观,是外科领域的重点问题。目前,创伤敷料具有广阔的市场需求,而已有敷料不能满足患者的要求,因此,研究开发新一代的生物相容性好、可生物降解,具有组织诱导性能的体表创伤敷料,是十分必要的。 本论文利用海藻酸钠、壳聚糖、聚乙烯醇、纳米二氧化硅溶胶为原料,制备了三种生物敷料。 本论文主要研究成果如下： 1．海藻酸钠和聚乙烯醇的水溶液共混,烘干成膜,然后在3％（w／w）的CaCl,水溶液中凝固,接着用1％（w／w）的HCl水溶液处理,经干燥处理后,成功制得海藻酸／聚乙烯醇共混膜。采用红外光谱、X-射线衍射、原子子吸收光谱和扫描电镜、透光率对共混膜进行了结构表征,并对共混膜的吸水率、保水率、主要力学性能、水蒸气透过率等性质进行了测试。结果表明,共混膜中海藻酸与聚乙烯醇分子间存在着强的相互作用及良好的相容性,其中Ca^2＋交联作用和海藻酸与聚乙烯醇分子间作用力、氢键等强的相互作用使共混膜理化性能得到了显著改善。 2．壳聚糖和聚乙烯醇的醋酸水溶液共混,流延成膜,然后用1mol／L的NaOH水溶液处理,经干燥处理后,成功制得壳聚糖／聚乙烯醇二元共混膜。采用红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜和透光率对共混膜进行了结构表征,并对共混膜的吸水率、保水率、主要力学性能、水蒸气透过率、热稳定性等方面进行了测试。结果表明,共混膜中壳聚糖与聚乙烯醇具有良好的相容性,其中壳聚糖与聚乙烯醇分子间作用力使共混膜理化性能得到了显著改善。 3．壳聚糖醋酸水溶液、聚乙烯醇水溶液与纳米二氧化硅溶胶共混,经流延成膜,制得壳聚糖／聚乙烯醇／纳米二氧化硅三元复合膜,并对复合膜的结构、吸水率、保水率、水蒸气透过率、主要力学性能和浸出液细胞毒性等进行测试。结果表明：所制得的复合膜结构均一无分相,壳聚糖、聚乙烯醇、纳米二氧化硅三种物质相容性良好,复合膜吸水性、保水性、力学性能和水蒸气透过率良好,无细胞毒性,满足生物医用膜材料的基本要求。     

化学交联改性海藻酸钠/磷虾蛋白复合纤维的制备

为增强海藻酸钠/磷虾蛋白(SA/AKP)复合纤维的综合性能,以硼酸为交联剂对海藻酸钠/磷虾蛋白复合纤维进行交联改性,探究了复合体系的最佳交联温度和分子间相互作用,并对改性纤维的热稳定性、力学性能和动态力学性能等进行表征。结果表明:硼酸对海藻酸钠/磷虾蛋白复合体系中分子内氢键具有明显的影响,硼酸分子与海藻酸钠分子链上的羟基发生脱水缩合反应实现交联,交联温度为80 ℃;随着硼酸加入量的增加,复合纤维的热稳定性变化不大,力学性能和储能模量逐渐提高,当体系中硼酸的质量浓度为1.5 g/L时,纤维的断裂强度有所提高,达到2.58 cN/dtex,比改性前提高了11.3%。     

丝素/聚氨酯防水透湿涂层剂的制备及其应用

为改善涂层织物的防水透湿性能,采用丝素共混改性水性聚氨酯,制备了丝素/聚氨酯复合涂层剂,用于涤纶织物的涂层整理.利用红外光谱、X射线衍射、热重分析对丝素/聚氨酯共混膜的结构、性能进行表征,研究了丝素粒径及其质量分数对涂层防水透湿性能的影响.结果表明:丝素与聚氨酯之间存在着氢键作用,丝素的加入提高了聚氨酯体系的热稳定性.当粒径为5 μm的丝素粉体质量分数为20％时,涂层织物的透湿量达到3000 g/m2.d-1以上,静水压值保持在3000 Pa以上.与单一聚氨酯涂层整理的织物相比,丝素改性聚氨酯涂层整理织物的透湿性得到显著改善,且具有良好的耐洗性和断裂强力.     

中原工学院科研成果展示

正项目名称:棉织物的丝蛋白生态复合功能整理技术项目简介:该项目利用降解后的水溶性丝素蛋白和二氧化钛溶胶复配,制备了丝蛋白/TiO2复合整理液,通过交联原理和二浸二轧工艺对棉织物进行整理,开发具有护肤保健功能的高档面料。整理后的棉织物不仅防皱性能得到提高,而且可以满足穿着舒适性和有益健康的需求。丝素蛋白中的氨基酸对人体有保健作用,贴身穿着     

凝固浴中乙醇用量对海藻酸共混膜结构及性能的影响

以海藻酸钠/羧甲基纤维素钠为原料,氯化钙水溶液和乙醇混合溶液为凝固浴,通过改变凝固浴中乙醇的比例,制备了海藻酸钠/羧甲基纤维素钠共混膜。测定了不同乙醇用量所得共混膜的抗张强度、断裂伸长率、吸水率、保水率以及水蒸气透过率,通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对共混膜的结构进行表征。结果表明:共混膜组分间相容性良好、表面平整;当V(蒸馏水)∶V(无水乙醇)=7∶3时,共混膜具有最大的机械性能及较低的吸湿性能。