Page 122 - 《精细化工》2021年第3期

·542· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

在 37 ℃，95%湿度的环境中用 DMEM 培养基完成 应，不会对体系造成影响。
小鼠成纤维细胞（NIH3T3）培养。向 PBS 缓冲溶液 2.2 水凝胶溶胀性能分析
中分别加入不同 DPU-Ch 配制成 0.1 kg/L 的浸提液， 图 2 显示了 DPU-Ch 水凝胶的溶胀比。水凝胶
在 37 ℃下培养 48 h 后离心并吸出液体。分别将液 分子链上有大量的亲水基团，同时由于其多孔的网
体稀释 5 倍和 10 倍并加入培养好的 NIH3T3 培育 络结构使游离水很容易进入，因而所有水凝胶均显
[2]
24 h，再加入 10 mL（5 g/L）的 MTT 溶液在 24 孔 示出一定的溶胀能力 。与纯 PEG 制备的聚氨酯/
[3]
板培养 4 h。然后将培养基替换为 150 μL 二甲基亚 聚丙酰胺水凝胶相比 ，亲水性相对较差的 PPG 的
砜（DMSO），将孔板振摇 15 min 并在 570 nm 处 引入使 DPU-Ch 溶胀性能下降。CMCh 包含大量亲
测量吸光度。未添加 DPU-Ch 的孔板作为阳性对照 水基团，并且从图 2 可以看出，当 CMCh 添加量分
组，只含 DMSO 的孔板作为空白组，根据式（4） 别为 4%和 6%时，水凝胶的溶胀比分别为 10.58 和
计算细胞存活率： 11.80。随着 CMCh 添加量的增加，水凝胶的溶胀速
OD  OD 率降低，但溶胀比呈上升趋势。这可能是由于 CMCh
细胞存活率 /%  l b  100 （4）
OD  OD b 的添加量越多，CMCh 与聚氨酯分子链上的醛基进
c
式中：OD l 、OD b 和 OD c 分别为样品、空白组和阳 行席夫碱反应的程度就越高，交联度的提升使凝胶
性对照的吸光度。 的结构变得致密，阻碍了水分子向水凝胶内部渗透，
导致溶胀速率降低。但是由于 CMCh 的亲水性，
2 结果与讨论
CMCh 的添加量越多，分子链上大量的亲水基团与
2.1 水凝胶 FTIR 分析 水的氢键化作用导致水凝胶的溶胀比增加。

图 1 是 CMCh、DPU-Ch0、DPU-Ch2%和 DPU-
–1
Ch4%的 FTIR 谱图。图 1 中，2200~2300 cm 处
无—NCO 的吸收峰，表明异氰酸酯反应完全；DPU-
–1
Ch0 的 FTIR 谱图中，3300 和 3184 cm 处为—N—
–1
H 的伸缩振动峰；2923 和 2867 cm 处分别对应—
CH 3 和—CH 2 的对称和反对称伸缩振动峰；1095 cm –1
–1
处为 C—O—C 的伸缩振动峰；1655 cm 处为酰胺
–1
Ⅰ带 C==O 伸缩振动峰；1705 cm 处为醛基伸缩振
–1
动峰；1456~1531 cm 处为苯环的骨架伸缩振动吸
–1
收峰；835 cm 处为苯环孤立氢特征吸收峰。
图 2 DPU-Ch 水凝胶的溶胀比随时间变化曲线
Fig. 2 Change curves of swelling ratio of DPU-Ch hydrogels
with time

2.3 水凝胶保水性能分析
低水蒸发速率的水凝胶伤口敷料可以提供湿润
的伤口愈合环境，保水率是评估水凝胶伤口敷料的
重要指标。图 3 为 DPU-Ch 水凝胶在 37 ℃下保水
率随时间的变化曲线。如图 3 所示，不同 DPU-Ch
水凝胶的水蒸发速率趋势相似且保水性能良好。当
CMCh 添加量为 DPU 树脂固含量的 4% 时，

图 1 CMCh、DPU-Ch0、DPU-Ch2%和 DPU-Ch4%的 FTIR DPU-Ch4%水凝胶的 24 h 失水率为 31.1%，所有水
谱图 凝胶在初始阶段水蒸发速率较高，在 24 h 之内保持
Fig. 1 FTIR spectra of CMCh, DPU-Ch0, DPU-Ch2% and 55%以上的水分。结果表明，水凝胶具有良好的保
DPU-Ch4%
水能力，可以较长时间提供理想的润湿环境。此外，
DPU-Ch2%和 DPU-Ch4%的 FTIR 谱图中，随着 随着 CMCh 含量的增加水凝胶的保水率呈现先增加
–1
CMCh 的加入量增多，1705 cm 处—C==O 吸收峰 后降低的趋势。随着 CMCh 添加量的增加，CMCh
减弱，1655 cm –1 处出现了亚胺键（C==N）的伸缩 与聚氨酯分子链上醛基的席夫碱反应提升了水凝胶
振动峰，证明了席夫碱的形成。由于酰胺与胺相比 的交联度，使凝胶内部孔径变小并且孔结 构变得
没有碱性且亲核能力差，因而醛基不会与酰胺基反 致密，这降低了空气对流，导致水蒸发速率下降。