纳米莲纤维/海藻酸盐多孔材料制备及表征

【摘要】天然高分子材料可用于组织工程等医学领域,研究其自身因素对降解过程的影响和机理,设计降解可控的生物材料是亟待解决的问题。本文主要研究海藻酸钠、纳米莲纤维为基材的多孔材料制备及表征,重点对其降解性能进行深入探讨。(1)蜂窝状海藻酸盐多孔材料的制备及表征。通过理化性质表征发现海藻酸钠易于加工成型,Mw=3.0×105海藻酸盐多孔材料成膜性能最佳,应根据需要选择合适的分子量以改善其性能。采用冷冻干燥技术、-10℃预冻可构建出蜂窝状多孔材料(孔隙率为92.06%),改变预冻温度可以调控孔隙结构。随着海藻酸钠用量增多,多孔材料的孔隙率降低,孔径减小,吸水率先上升而后下降；而拉伸强度、断裂伸长率均增加。以上研究为构建降解可控的海藻酸盐多孔材料奠定了基础。(2)氧化海藻酸钠制备及海藻酸盐多孔材料的降解性能调控。对海藻酸钠进行醛基化改性并表征其化学组成、氧化度及降解性能；再分别用氯化钙、羧甲基壳聚糖进行交联,研究其降解性能。氯化钙交联后海藻酸盐多孔材料降解速率与氧化度的增加成正比,最高达61.71%。海藻酸盐多孔材料降解液pH值下降,亦与氧化度成正比。羧甲基壳聚糖交联氧化海藻酸钠制备的多孔材料降解速率提升,14天降解82.12%-100.00%。随着羧甲基壳聚糖用量提高,降解液pH值趋于上升,说明调整组分摩尔比可以控制材料的降解速率及pH值。(3)纳米莲纤维/海藻酸盐多孔材料的制备及降解性能调控。采用TEMPO/NaClO/NaBr体系对预处理过的莲纤维进行羧基改性,所得纳米莲纤维直径为15nm,其羧基含量随着氧化时间的增加而升高。对照组纤维素粉降解缓慢；纳米莲纤维降解速率与羧基含量成正相关,而降解液pH值随羧基含量上升呈下降趋势。氯化钙交联的纳米莲纤维/海藻酸盐多孔材料降解速率较小(40.20%),而羧甲基壳聚糖交联的纳米莲纤维/海藻酸盐多孔材料拥有优异的降解性能(59.16%),以及高孔隙率(87.10%)、高吸水率(1813.33%)、较好的拉伸性能(0.36MPa/7.73%),为构建皮肤组织工程支架提供研究基础。
【作者】宫英；
【导师】韩光亭；
【作者基本信息】青岛大学，材料学，2014，博士
【关键词】海藻酸钠；纳米纤维；莲纤维；多孔材料；体外降解；

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