Page 18 - 《精细化工》2021年第5期

·872· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

荧光追踪剂，可以提高药物载体的安全性和有效性。 究，目前未查到相关报道。（2）目前市面上的壳聚
CSB 水凝胶荧光性能研究未受到太多关注，荧光产 糖抑菌或修复水凝胶多是纯的壳聚糖或羧甲基壳聚
生机理、量子产率提高、荧光强度改善以及其应用 糖凝胶，该凝胶机械强度较差而且没有自愈合性能。
相关报道较少。 CSB 水凝胶具有强的抑菌性能、良好的自愈合性能
2.4.2 导电性能 和药物缓释性能等；CSB 水凝胶制备方法简单，容
导电水凝胶在生物医药领域包括组织工程、药 易产业化。加快 CSB 水凝胶的生物相容性和毒性研
物缓释、生物传感器和可植入器件等方面都有良好 究有望在生物医药方面进行工业化应用。（3）醛类
的应用前景。动态亚胺键交联的 CSB 水凝胶无需外 交联剂的结构和交联位点的设计直接影响着壳聚糖
界刺激能够展现良好的自愈合性能。如果将自愈合 水凝胶的凝胶速度、机械性能和响应性能，开发电、
性能和导电性能联合，CSB 水凝胶可以用作电网开 磁、pH 等多重响应的自愈合 CSB 水凝胶在局部治
关，随时断电和恢复，在生物方面应用更安全。 疗、靶向释药、人造电子皮肤以及神经修复等方面
KARIMI 等 [33] 利用 ZnPcTa 交联构筑的 CSB 水凝胶 有很好的应用前景。（4）CSB 水凝胶具有强的荧光
不仅展现出良好的自愈合性能，而且具有良好的导 性能，研究凝胶荧光的构-效关系和长效示踪行为，
电性能。随着 ZnPcTa 交联剂用量的增加，导电电阻 这在药物缓释、组织工程和医学成像等方面可能取得
降低，可能是由于水凝胶的纳米多孔结构（孔径为 突破性进展。
20~50 nm）和更高的电容量提高了导电能力。如果
参考文献：
凝胶中掺杂碳纳米管，导电电阻继续下降，电导率由
–1
–4
4.13×10 S/m 增加到 2.94×10 S/m。凝胶膜的同一 [1] YE B H (叶碧华), MENG L (孟璐), LI L H (李立华), et al.
Self-healing hydrogels based on constitutional dynamic chemistry and
位置重复进行 3 次切开-愈合过程，导电能力几乎能 their potential biomedical applications[J]. Acta Polymerica Sinica (高分
子学报), 2016, 47(2): 134-148.
完全恢复。XU 等 [78] 在 DF-PEG 交联的 CSB 凝胶网 [2] CHANG H, LI C X, HUANG R L, et al. Amphiphilic hydrogels for
络中加入导电聚吡咯得到自愈合导电水凝胶。凝胶 biomedical applications[J]. Journal of Materials Chemistry B, 2019,
7(18): 2899-2910.
重复进行 15 次切开-愈合过程，电路能发生相应的 [3] LIU C (刘程), QIAO L Y (乔丽媛), LIU C D (柳承德), et al. Intelligent
断电-通电，实现了自愈合性和导电性的结合。 hydrogels and their application in biological fields[J]. Materials China
(中国材料进展), 2019, 38(10): 981-1016.
[4] ZHAO Q (赵麒), HE W Y (何婉莹), DUAN L J (段莉洁), et al.
3 结语与展望 Fabrication and characterization of injectable polysaccharide-polypeptide
hydrogel based on Schiff's base[J]. Chemical Journal of Chinese
Universities (高等学校化学学报), 2016, 37(9): 1750-1756.
动态亚胺键交联制备的 CSB 水凝胶，不仅具有 [5] PU S Y (蒲生彦), ZHOU Y (周艳), WANG M T (王妙婷), et al. Review
良好的力学性能、溶胀性能、pH 响应性能、荧光性 on preparation of cross-linked chitosan and adsorption of heavy
metal ions[J]. Technology of Water Treatment (水处理技术), 2016,
能而且具有自愈合性能、抗菌性能、药物缓释性能 42(11): 1-4.
[6] XU Y S, LI Y S, CHEN Q M, et al. Injectable and self-healing chitosan
等，在药物缓释、生物荧光材料、3D 打印等方面具 hydrogel based on imine bonds: Design and therapeutic applications[J].
有广阔的应用前景。各种醛交联壳聚糖构筑 CSB 水 International Journal of Molecular Sciences, 2018, 19(8): 2198.
[7] LI Y (李义), SHE Y Q (佘英奇), ZHU H K (朱和康), et al. Synthesis
凝胶展现出各种优势，也存在着许多不足。单醛 CSB of redox-responsive thiolated chitosan hydrogel with disulfide cross-links
水凝胶制备方法简单，构筑机理明确，产品质量容 for controlled release of a model protein[J]. Fine Chemicals (精细化工),
2017, 34(1): 28-33.
易控制。凝胶具有良好的自愈合性能、抗菌性能、 [8] LI Y S (李永三), HE Y S (徐艳双), TAO L (陶磊), et al. Preparation
药物缓释性能和荧光性能等。然而，该凝胶机械强 and bio-medical applications of dynamic chemistry based self-healing
hydrogels[J]. Acta Polymerica Sinica (高分子化学), 2020, 51(1): 30-38.
度较低、自愈合速度慢。小分子多元醛 CSB 水凝胶 [9] BELOWICH M E, STODDART J F. Dynamic imine chemistry[J].
Chemical Society Reviews, 2012, 41(6): 2003-2024.
力学性能好、自愈合速度快和具有多重响应性，但 [10] YANG F K (杨丰科), HAN J (韩健), WANG Y C (王永春), et al.
是分子合成比较麻烦。氧化聚糖 DAP 构筑的 CSB Synthesis and biological activity of Schiff bases[J]. Chinese Journal
of Applied Chemistry (应用化学), 2015, 32(4): 392-398.
水凝胶生物相容性好，凝胶速度快，在药物缓释、 [11] WANG Y T (汪玉庭), LIU Y H (刘玉红), ZHANG S Q (张淑琴).
局部治疗、3D 打印等方面具有潜在的应用。问题在 Advances in chemical modification and application of chitin, chitosan
and their derivatives[J]. Journal of Functional Polymers (功能高分子
于，聚糖被高碘酸钠氧化的过程中，其分子链被氧 学报), 2002, 15(1): 107-114.
化断裂，产品质量不稳定。 [12] ANTONY R, ARUN T, THEODORE S, et al. A review on application
of chitosan-based Schiff bases[J]. International Journal of Biological
尽管 CSB 水凝胶的研究受到较多关注，但是仍 Macromolecules, 2019, 129: 615-633.
[13] MARIN L, SIMIONESCU B, BARBOIU M. Imino-chitosan
有许多问题需要解决：（1）CSB 水凝胶的溶胀性能、 biodynamers[J]. Chemical Communications, 2012, 48: 8778-8780.
自愈合性能和药物缓释性能与凝胶力学性能密切相 [14] SHARMA S, JAIN P, TIWARI S. Dynamic imine bond based chitosan
smart hydrogel with magnified mechanical strength for controlled
关。壳聚糖的相对分子质量和脱乙酰度等性质可能 drug delivery[J]. International Journal of Biological Macromolecules,
会直接影响其交联度和力学性能，因此，壳聚糖分 2020, 160: 489-495.
[15] MARIN L, AILINCAI D, MORARIU S, et al. Development of
子性质对 CSB 水凝胶功能性质的影响需要进行研 biocompatible glycodynameric hydrogels joining two natural motifs