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基于硼酸酯键的可溶性水凝胶制备及性能研究

基于硼酸酯键的可溶性水凝胶制备及性能研究

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作者：张心蕊长春工业大学

学位级别：硕士

为避免传统换药方式对新愈合伤口造成二次损伤,快速无痛换药是伤口处理过程中的一个重要需求和挑战。可溶性水凝胶可以根据特定的外部刺激实现凝胶到溶胶的转变,这一特性使其在生物医学领域有广泛应用。通过赋予可溶性水凝胶敷料可注射... 详细信息

为避免传统换药方式对新愈合伤口造成二次损伤,快速无痛换药是伤口处理过程中的一个重要需求和挑战。可溶性水凝胶可以根据特定的外部刺激实现凝胶到溶胶的转变,这一特性使其在生物医学领域有广泛应用。通过赋予可溶性水凝胶敷料可注射性、自愈能力、抗炎和抗氧化等性质,可以实现可溶性水凝胶促进各种类型伤口的愈合。在本工作中,结合适应组织工程、药物递送、伤口敷料的特定需求,制备两种基于硼酸酯键交联的快速自愈可溶性水凝胶。通过硼酸酯键的可逆共价交联构建的水凝胶表现出良好的动态力学性质。在温和条件下,可以在水溶液中发生可逆缩合反应实现生物降解的目的。基于上述思路,进行了以下研究:(1)可注射自愈PNH可溶性水凝胶的制备及其性能研究:以聚乙烯醇(PVA)作为主要基材,硼砂(Borax)和硼酸(Boric acid)做为复配交联剂,并在体系中添加烟酰胺(NAM),透明质酸(HA)制备PVA/NAM/HA(PNH)水凝胶。通过硼酸酯键的可逆交联机制,使PNH水凝胶实现了可注射快速自愈和水溶液降解的能力。PNH水凝胶的良好机械性质和粘度,使其更适合与皮肤贴合。NAM和HA作为天然亲水性材料保证了PNH水凝胶的保水性和生物相容性,通过高效的药物释放能力,赋予其良好的抗氧化效果,提高了PNH水凝胶在伤口皮肤保护、氧化应激等方面的应用潜力。(2)可塑型自愈PDN-L可溶性水凝胶的制备及性能研究:在水凝胶体系中加入木质素纳米粒子(LNPs),以PVA,双醛淀粉(DS),NAM制备PVA/DS/NAMLNPs(PDN-L)水凝胶。PDN-L水凝胶的高透明度解决了木质素颜色深、限制应用的问题。同时,这种设计增强了PDN-L水凝胶的机械性能,保留了水凝胶的柔软性和快速自愈合可塑性,提高了其生物可降解性,从而有效延长了使用寿命和使用时间,并根据其抗菌性和生物安全性的特点拓展了水凝胶的使用范围。PDN-L水凝胶表现出良好的紫外线防护能力和抗氧化性能。综合这两种可溶性水凝胶的设计和性能,本文的研究通过使用天然材料以及复配交联剂,构建了一种可溶性自愈水凝胶的多重硼酸酯键的交联网络,并综合评价其机械性质、保水能力和生物相容性以及其他功能性,为制备高性能可溶性自愈水凝胶提供了新的思路。

关键词：可溶性水凝胶硼酸酯键加水降解氧化应激抗紫外线

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