Page 159 - 《精细化工》2023年第6期

第 40 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.40, No.6
20 23 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2023

功能材料
基于互穿网络技术构筑的氧化海藻酸钠/纤维素

纳米晶/聚丙烯酰胺-明胶双网络水凝胶与性能

陈秀琼 1,2,3 ，廖雨青 2,3 ，王洪财 2,3 ，李东泽 2,3 ，颜慧琼 1,2,3* ，林 强 1,2,3

（1. 海南师范大学 热带药用植物化学教育部重点实验室，海南 海口 571158；2. 海口市天然高分子功能材
料重点实验室，海南 海口 571158；3. 海南省水环境污染治理与资源化重点实验室，海南 海口 571158）

摘要：为了提高海藻酸盐水凝胶的生物应用性，以氧化海藻酸钠（OSA）为原料，采用互穿网络技术、纤维素
纳米晶（CNCs）补强和明胶（GT）表面覆积相结合的方法构建了 OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶（其中，PAM
为聚丙烯酰胺）。通过 FTIR、TGA、XRD、SEM、溶胀性和降解性实验以及细胞相容性测试考察了 CNCs 含量
对 OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶结构和性能的影响。结果表明，CNCs 能够与基体中的聚合物产生相互作用
力。随着 CNCs 含量的增加，OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶的孔隙率下降，力学性能提高，其溶胀率随 CNCs
含量增加呈下降趋势（下降幅度较小）而生物降解率呈上升趋势，说明 CNCs 能够在一定程度上调控复合水凝
胶的物化性能。OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶展现出较好的细胞黏附、增殖和分化性能。当 CNCs 的含量为
0.5%时（以 OSA 溶液质量为基准，下同），人骨瘤(MG63)细胞增殖效果最佳，而 CNCs 的含量为 1.5%时，MG63
细胞分化效果最显著。
关键词：海藻酸盐水凝胶；互穿网络技术；纤维素纳米晶；复合水凝胶；生物性能；功能材料
中图分类号：TQ460.4 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 06-1309-10

Construction and properties of oxidized sodium alginate/cellulose
nanocrystal/polyacrylamide-gelatin double network hydrogels via
interpenetrating network technology

2,3
2,3
2,3
CHEN Xiuqiong 1,2,3 , LIAO Yuqing , WANG Hongcai , LI Dongze ,
YAN Huiqiong 1,2,3* , LIN Qiang 1,2,3
（1. Key Laboratory of Tropical Medicinal Plant Chemistry of Ministry of Education, Hainan Normal University,
Haikou 571158, Hainan, China; 2. Key Laboratory of Natural Polymer Functional Material of Haikou City, Haikou
571158, Hainan, China; 3. Key Laboratory of Water Pollution Treatment and Resource Reuse of Hainan Province,
Haikou 571158, Hainan, China）

Abstract: To improve the bio-applicability of alginate hydrogel, the composite hydrogels of oxidized
sodium alginate (OSA)/cellulose nanocarrier (CNCs)/ polyacrylamide-gelatin (PAM-GT) were constructed
from combination of interpenetrating network technology, CNCs reinforcement and GT surface deposition
with OSA. The effects of CNCs dosage on the structure and properties of OSA/CNCs/PAM-GT composite
hydrogels were analyzed by FTIR, TGA, XRD, SEM, swelling and degradability experiments as well as
cytocompatibility tests. The results showed that CNCs could interact with the polymers in the matrix. As the
dosage of CNCs increased, the composite hydrogel exhibited a decreased porosity, enhanced mechanical
strength and biodegradability, and a slightly reduced swelling, indicating that CNCs could regulate the
physicochemical properties of the composite hydrogels to a certain extent. Meanwhile, the composite

收稿日期：2022-08-05; 定用日期：2022-12-27; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220731
基金项目：国家自然科学基金（51963009）；海南省自然科学基金（220MS035）；海南省大学生创新训练计划项目；海南师范大
学大学生创新创业训练计划榕树基金项目（hscy2022-14）
作者简介：陈秀琼（1989—），女，实验师，博士生。联系人：颜慧琼（1986—），男，副教授，硕士生导师，E-mail：yanhqedu@163.com。