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《暨南大学》 2011年
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羟丙基纤维素酯类液晶的合成及聚合物复合膜的细胞相容性研究

龚磊  
【摘要】:从仿生角度通过模拟体内生物膜液晶态结构,构建具有良好生物相容性的高分子液晶复合材料是21世纪生物材料领域研究的新方向。本论文首先将热致胆甾型液晶大分子羟丙基纤维素(HPC)衍生化,获得在生理温度下呈现液晶相的系列纤维素类液晶大分子,而后将其与聚合物复合,系统研究了复合膜中液晶含量、液晶畴形态结构及液晶畴与基质材料之间的相分离程度对蛋白吸附和细胞粘附生长的影响,为液晶仿生生物材料的发展提供有价值的理论和实验依据。 本研究首先以HPC为原料,通过丙酰氯和辛酰氯的酯化反应合成羟丙基纤维素丙酸酯(PPC)和羟丙基纤维素辛酸酯(OPC),利用红外光谱、核磁共振、偏光显微镜等检测手段对PPC和OPC的结构和性能进行了表征。结果表明:柔性酰基长链的引入可以降低HPC的液晶温区,在一定反应条件下,可以获得在室温及人体体温下均呈液晶相的PPC与OPC胆甾型液晶大分子;且酰基碳链长度对羟丙基纤维素酯液晶的相转变温度及液晶态性能有较大影响。 采用溶液共混成膜法,分别以聚氯乙烯(PVC)与聚氨酯(PU)为基材,制备了一系列不同液晶含量的聚合物/液晶复合膜,具体包括:PVC/PPC、PU/PPC、PVC/OPC和PU/OPC四种复合膜,通过偏光显微镜、扫描电镜观察各种复合膜的表面拓扑形貌特征,并研究了不同复合膜的相分离程度、表面液晶畴形态、液晶畴分布等与液晶含量和成膜工艺的关系。结果表明,四种复合膜均呈现出相分离结构,且随着液晶含量的增大,液晶畴尺寸也越来越大;偏光显微镜观察发现复合膜中的液晶畴呈现条带状织构,并随着液晶含量的增加而逐渐交织成网状织构;扫描电镜观察表明,复合膜表层微观结构为粗糙表面,随着液晶含量增加粗糙度也逐渐增大。复合膜接触角测试结果显示复合膜的亲水性受液晶含量的影响,随着液晶含量的增加,水接触角减小。 在生理温度37℃条件下通过考马斯亮蓝法对各种聚合物/液晶复合膜表面的牛血清白蛋白(BSA)的吸收性能进行了研究。结果表明聚合物/液晶复合膜的蛋白吸附量随液晶含量的增加而减少;羟丙基纤维素酯液晶的加入可以显著降低复合膜的蛋白吸附量,预期可用于改善聚合物的抗蛋白黏附性能。以小鼠胚胎成纤维(3T3)细胞为细胞模型,研究了聚合物/液晶复合膜的细胞相容性,结果揭示:所有纯液晶膜及聚合物/液晶复合膜的细胞毒性均为1级或以下,符合生物材料评价标准,细胞在其表面能较好地黏附和生长,且纯OPC膜及其与聚合物形成的复合膜的细胞相容性较纯PPC膜及其与聚合物形成的复合膜更佳。以上研究表明,本文所制备的羟丙基纤维素酯液晶及其聚合物/液晶复合材料具有良好的细胞相容性,有望作为一种新型生物材料在医学领域得到应用。
【学位授予单位】:暨南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R318.08

【引证文献】
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【同被引文献】
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