果膠-殼聚糖復(fù)合水凝膠的制備及性能研究開題報告

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1、開題報告題目：果膠-殼聚糖復(fù)合水凝膠的制備及性能研究1研究背景及意義殼聚糖是一種胺基多糖[1-3]，由甲殼素脫乙?；苽涞玫?，含有氨基和羥基等活性基團(tuán)，是一種親水性的聚陽離子多糖。其來源廣泛，具有良好的黏附作用和組織相容性，能夠有效促進(jìn)生物大分子滲透，可被生物體完全降解吸收。殼聚糖是自然界唯一大量存在的堿性多糖，溶于大多數(shù)的有機(jī)酸。它能作用于腸道上皮細(xì)胞的緊密連接，產(chǎn)生生物黏附作用，促進(jìn)藥物的細(xì)胞旁路吸收。在結(jié)腸菌群產(chǎn)生的多糖酶的作用下，殼聚糖可被降解吸收，因此是一種良好的藥物釋放載體材料。殼聚糖溶于有機(jī)

2、酸后，其分子鏈上的氨基被質(zhì)子化，分子帶正電荷，可與陰離子（三聚磷酸鈉、檸檬酸鈉等）或聚陰離子聚合物（如果膠、海藻酸鈉等）通過離子間相互作用結(jié)合，形成聚電解質(zhì)復(fù)合物。果膠是一類天然聚陰離子酸性多糖，具有優(yōu)良的膠凝和乳化特性。也是一種非淀粉直鏈多糖，基本結(jié)構(gòu)是以a-1，4糖苷鍵連接的D-半乳糖醛酸殘基，其中一部分是1，2連接的L-鼠李糖殘基，分子量范圍在4萬至30萬之間，由于具有強(qiáng)極性的羧基和羥基，果膠在人體胃和小腸生理環(huán)境內(nèi)能保持結(jié)構(gòu)的完整性，但是在結(jié)腸能被結(jié)腸菌產(chǎn)生的酶降解。果膠分子具有強(qiáng)的親水性，當(dāng)果膠

3、經(jīng)過胃和小腸時不能有效地保護(hù)負(fù)載的藥物。另一方面，由于具有優(yōu)良的膠凝特性，當(dāng)用果膠凝膠包裹藥物分子時，可以有效減少制劑中水分子的滲入，從而降低藥物的溶解釋放速度。另外，果膠分子的結(jié)構(gòu)和哺乳動物細(xì)胞外基質(zhì)中的多糖結(jié)構(gòu)非常類似，可以攜帶信號分子并傳輸許多生物活性物質(zhì)，因此，果膠應(yīng)用于新型生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域潛力巨大[4]。由于殼聚糖的分子中含有-NH2，果膠的分子中含有-COOH，為了降低果膠的水溶性，在適當(dāng)體系下，它們之間會發(fā)生復(fù)合反應(yīng)，生成果膠/殼聚糖(PEC/CHI)聚電解質(zhì)復(fù)合凝膠。(PEC/CHI)復(fù)合

4、凝膠可以隨著環(huán)境pH、離子強(qiáng)度的變化，其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)相應(yīng)的響應(yīng)，常用來制備具有pH敏感性的膜和微球，可用于食品、保健品、藥物負(fù)載與緩釋等方面。與原單糖基水凝膠相比，該復(fù)合物水凝膠的疏水性大大增強(qiáng)，藥物基質(zhì)在胃酸環(huán)境下的溶蝕作用大大減弱。作為一種具有巨大開發(fā)潛力的靶向制劑，在保證藥物通過上消化道時盡可能少損失的同時，仍能控制載體材料在結(jié)腸特異酶作用下的持續(xù)降解，保證藥物的緩慢釋放，在較長時間段內(nèi)維持較高的血藥濃度，達(dá)到治療的目的。這是目前可預(yù)見的最有開發(fā)潛力、最有現(xiàn)實可行性的結(jié)腸靶向給藥系統(tǒng)[5-8]。2國內(nèi)外

5、相關(guān)的研究情況水凝膠可用作燒傷涂敷物、藥物傳輸體系、補齒材料、生物分子和細(xì)胞的固定化載體等。在環(huán)境保護(hù)方面，利用一些水凝膠的特點制成保水劑，可用于沙漠治理、土壤改良、水土保濕等方面。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，水凝膠類似于生命組織材料，表面粘附蛋白質(zhì)及細(xì)胞能力很弱，在與血液、體液及人體組織相接觸時，表現(xiàn)出良好的生物相容性，它既不影響生命體的代謝過程，代謝產(chǎn)物又可以通過水凝膠排出。水凝膠比其它任何合成生物材料都接近活體組織，它在性質(zhì)上類似于細(xì)胞外基質(zhì)部分，吸水后可減少對周圍組織的摩擦和機(jī)械作用，顯著改善材料的生物學(xué)性能

6、。因此，水凝膠在生物醫(yī)藥、組織工程等方面得到了廣泛應(yīng)用，如可作為組織填充劑、藥物緩釋劑、酶的包埋、蛋白質(zhì)電泳、接觸眼鏡、人工血漿、人造皮膚、組織工程支架材料等[9-12]。水凝膠是交聯(lián)形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物[13]，環(huán)境敏感水凝膠是水凝膠的分支之一。利用天然多糖制備的環(huán)境敏感水凝膠，可以廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域[14-16]。水凝膠是一類集吸水、保水、緩釋于一體的功能高分子材料。近二十多年來，對溫度敏感型[17]、pH值敏感型[18]、生物分子敏感型[19]等聚合物水凝膠進(jìn)行了廣泛的研究，使水凝膠在化學(xué)

7、傳感器、記憶開關(guān)、人造肌肉、藥物控釋、組織工程等領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，對水凝膠的研究已成為功能高分子研究領(lǐng)域的一個熱點。水凝膠用于藥物緩釋，主要用于大分子藥物（如胰島素、酶）、不溶于水的藥物（如類固醇）、疫苗抗原的控制釋放。利用物理包埋固定化技術(shù)，在室溫下將藥物、酶、因子等與聚合物單體的水溶液進(jìn)行聚合或交聯(lián)。藥物由水凝膠包埋后，通過口服或植入的方式進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，在自主擴(kuò)散和水凝膠降解的雙重作用下被釋放，可以長效發(fā)揮作用，從而大大提高了藥物的利用率，減少了藥物對機(jī)體其他部位的毒副作用。采用合成高分子或天然

8、聚合物水凝膠作為結(jié)腸給藥系統(tǒng)的載體材料，可以使制劑經(jīng)口服后在上消化道不被溶蝕釋放，當(dāng)藥物被運送到回盲部后，受到結(jié)腸菌群所產(chǎn)生的大量酶系的觸發(fā)，使藥物開始崩解或溶蝕釋放出來，達(dá)到治療疾病的目的。天然高分子組成的水凝膠在生物相容性、細(xì)胞控制降解、無毒、應(yīng)用安全方面有潛在的優(yōu)勢，但天然高分子材料穩(wěn)定性較差。相對而言，合成水凝膠能精確控制其結(jié)果及功能，且可供選擇的品種較多。但與天然高分子材料相比，合成高分子材料必須嚴(yán)格地控制材料中混雜