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用于局部药物释放的壳聚糖水凝胶的制备及表征

作　者: 马伟令
导　师: 李保强
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料学
关键词: 壳聚糖水凝胶水溶性壳聚糖光交联利福平局部药物释放
分类号: TQ460.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

壳聚糖因其优越的生物相容性和生物可降解性而广泛用于药物释放体系中，但仍存在壳聚糖不溶于水的问题，通过壳聚糖的酰化改性可引入光敏官能团，使其具有光交联形成水凝胶的能力。虽然光交联法制备水凝胶具有反应条件温和、凝胶化时间短和注射的特点，但目前光交联壳聚糖的制备步骤较复杂、交联时间长。基于壳聚糖酰化反应合成了可紫外光交联的水溶性壳聚糖，利用~1H NMR、FTIR、XRD和ESEM等表征产物的化学结构、结晶性和显微结构，研究调控光敏基团的取代度和取代度对溶解度、含水率、降解率及溶胀率的影响规律；以抗结核药物利福平（Rifampin, RFP）为模型药物研究壳聚糖水凝胶体外药物释放行为与机制。采用一步酰化反应法合成了可紫外光交联的水溶性壳聚糖甲基丙烯酰胺(CM)。随反应温度的升高和C=C/-NH2比例的增大，产物的结晶性降低，取代度升高，溶解度增大。当取代度由3.6%上升到52.1%时，溶解度从1.6mg/ml增加到10.0mg/ml，提高了5.25倍。在紫外光辐射下，CM可迅速形成壳聚糖甲基丙烯酰胺水凝胶(CMH)，交联时间随取代度的增加(17.3%到52.1%)而降低(80s到30s)。当取代度从52.1%降低至17.3%时，CMH支架的饱和溶胀率由9.1倍增大至13.6倍，增加了49.5%；三周后的降解率由50.6%增大至68.2%，增加了34.8%。原位包裹RFP的CMH在6h时的药物累计释放率达90%以上；CMH的释药性能取决于RFP与CMH之间的结合自由能，RFP浓度的升高和羟基磷灰石的添加会使结合自由能降低，导致药物的累计释放率降低。CMH支架的药物释放慢于CMH。CMH可可实现药物的原位包埋和温和负载，药物负载率达100%。RFP/CMH的局部药物释放体系有望用于因骨结核病切除部位的修复与重建。负载RFP的同心层状壳聚糖水凝胶(CLCH)支架存在药物突释和释放时间短的缺点，而壳聚糖或CMH封堵层的构建可明显降低药物突释现象并延长释放时间，1h后的带有封堵层的药物释放率分别降低了51.2%和46.9%，50h后的释放率分别降低了30.0%和63.3%，其释放性能受控于药物的Fickian扩散作用。壳聚糖/磷灰石材料表面构建CMH封堵层后，能更好的实现药物的缓释和长期释放。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-21
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 壳聚糖  11-12
  1.3 壳聚糖的化学改性  12
  1.4 壳聚糖水凝胶的制备  12-14
    1.4.1 壳聚糖物理交联水凝胶  13
    1.4.2 壳聚糖化学交联水凝胶  13-14
  1.5 紫外光交联壳聚糖水凝胶  14-16
    1.5.1 含叠氮基的光交联壳聚糖  14-15
    1.5.2 含肉桂酸基的光交联壳聚糖  15
    1.5.3 含丙烯酸基的光交联壳聚糖  15-16
  1.6 壳聚糖水凝胶在局部药物释放体系中的应用  16-19
    1.6.1 局部药物释放体系  16-17
    1.6.2 壳聚糖水凝胶在局部药物释放体系中的应用  17-19
    1.6.3 紫外光交联壳聚糖水凝胶在局部药物释放体系中的应用  19
  1.7 主要研究内容  19-21
第2章实验材料及方法  21-32
  2.1 实验材料及仪器  21-22
    2.1.1 实验材料  21-22
    2.1.2 实验仪器  22
  2.2 材料的合成与制备  22-25
    2.2.1 壳聚糖甲基丙烯酰胺(CM)的合成  22-23
    2.2.2 壳聚糖甲基丙烯酰胺水凝胶(CMH)的制备  23
    2.2.3 同心层状壳聚糖水凝胶(CLCH)的制备  23-24
    2.2.4 负载 RFP 的 CMH 及支架的制备  24
    2.2.5 负载 RFP 的 CLCH 的制备  24-25
    2.2.6 负载 RFP 的 CLCH/HAP 复合材料的制备  25
  2.3 CM 的表征  25-26
    2.3.1 分子结构  25
    2.3.2 结晶性  25-26
    2.3.3 取代度  26
    2.3.4 溶解性  26
  2.4 CMH 及 CLCH 的表征  26-27
    2.4.1 形貌  26
    2.4.2 含水率  26-27
    2.4.3 溶胀率  27
    2.4.4 降解率  27
  2.5 壳聚糖水凝胶的体外药物释放  27-32
    2.5.1 标准曲线的绘制  27-28
    2.5.2 药物释放方法的建立  28
    2.5.3 药物释放动力学研究  28-32
第3章壳聚糖的酰化改性  32-45
  3.1 CM 的合成条件探讨  32-34
    3.1.1 溶剂的选择  32-33
    3.1.2 产物制备方式的选择  33-34
    3.1.3 反应参数的选择  34
  3.2 CM 的表征  34-41
    3.2.1 分子结构  34-36
    3.2.2 结晶性  36-38
    3.2.3 取代度  38-39
    3.2.4 溶解性  39-41
  3.3 CM 的紫外光交联  41-43
    3.3.1 CM 的可交联性  41-42
    3.3.2 CM 的交联机理  42-43
  3.4 本章小结  43-45
第4章壳聚糖水凝胶的制备及表征  45-54
  4.1 CMH 的制备及表征  45-49
    4.1.1 形貌观察  45-47
    4.1.2 表征  47-49
  4.2 CLCH 的制备及表征  49-52
    4.2.1 形貌观察  49-50
    4.2.2 表征  50-52
  4.3 本章小结  52-54
第5章壳聚糖水凝胶的体外药物释放  54-64
  5.1 RFP 标准曲线的测定  54-55
  5.2 CMH 及 CMH 支架的体外药物释放  55-59
    5.2.1 CMH 的药物释放曲线  55-56
    5.2.2 CMH 的药物释放机制探讨  56-57
    5.2.3 CMH 支架的药物释放曲线  57-58
    5.2.4 CMH 支架的药物释放机制探讨  58-59
  5.3 CLCH 支架的体外药物释放  59-63
    5.3.1 CLCH 支架的药物释放曲线及机制探讨  59-60
    5.3.2 封堵层对 CLCH 支架的药物释放性能影响  60-61
    5.3.3 羟基磷灰石涂层的创建对 CLCH 支架的药物释放影响  61-63
  5.4 本章小结  63-64
结论  64-66
参考文献  66-72
致谢  72

用于局部药物释放的壳聚糖水凝胶的制备及表征

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