Page 165 - 《精细化工》2023年第6期

第 6 期 陈秀琼，等: 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 ·1315·

长，还可以实现代谢废物和营养物质的传递 [24] 。但 2.2 复合水凝胶的溶胀性和生物降解性分析
是，由于 OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶中 CNCs 复合水凝胶的体外溶胀行为展现了其在生理条
添加量的不同，它们在孔隙密度和孔径大小上呈现 件下对培养基的摄取能力 [27] 。适当的溶胀性不仅可以
一定的差异。未添加 CNCs 的 OSA/PAM-GT 复合水 保持复合水凝胶的机械完整性，还可以加速营养物质
凝胶相比于其他 OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶具 和代谢废物的传递，促进细胞黏附和渗透生长 [24] 。图
有较大尺寸的孔隙，孔与孔之间的排布相对稀疏。 6A为SA/PAM-GT、OSA/PAM-GT和OSA/CNCs/PAM-
而 OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶则表现出较为密 GT 复合水凝胶的溶胀率。由图 6A 可知，在所有复
集的孔隙结构，孔隙尺寸明显减小并且孔洞排列更 合水凝胶中，OSA/PAM-GT 的溶胀率最高，能够达
加有序。这是因为添加的 CNCs 除了能够分散在复 到 609.50%±5.92%。相比于 OSA，SA 在 HAP/GDL
合水凝胶的表面还能够填充到水凝胶内部的空隙 体系的交联作用下，水凝胶结构更加紧密，因此
中，导致孔隙率相对降低，从而形成了排序更加规 SA/PAM-GT 的溶胀率低于 OSA/PAM-GT。另外，
则、更紧密的孔隙结构。由于复合水凝胶材料孔隙结 CNCs 的引入明显地降低了复合水凝胶的溶胀率，
构变得更加规整，因此其力学性能也会得到一定程度 并随着 CNCs 含量的增加 OSA/CNCs/PAM-GT 复合
的提升。 水凝胶的溶胀率依次降低。这主要是由于纳米 CNCs
复合水凝胶的孔隙结构也直接影响其力学性 良好的胶体性能使其能够均匀地分散在 OSA/PAM
能，决定了复合水凝胶在体内形态的维持和承受生 基质中，导致复合水凝胶材料的结构变得更加紧密，
理载荷的能力 [25] 。图 5 为 OSA/PAM-GT 和 OSA/ 在一定程度上阻碍了水分的渗入。
CNCs/PAM-GT 复合水凝胶的抗压强度。由图 5 可
知，OSA/PAM-GT 复合水凝胶的抗压强度约为 1.20
MPa，与其相比，随着 CNCs 的加入，OSA/CNCs/
PAM-GT 复合水凝胶的抗压强度也在不断地增强，
分别增加了 135%、149%、154%和 167%。从统计
学数据分析可知，OSA/CNCs/ PAM-GT 复合水凝胶
体系的力学性能显著高于 OSA/PAM-GT 复合水凝
胶。这是因为 CNCs 能够嵌入 OSA/PAM 基体中，
形成排列更加紧密的网络结构，并且 CNCs 能够与
聚合物产生相互作用力，从而提高了复合水凝胶材
料的机械性能 [26] 。然而，随着体系中 CNCs 含量的
增加导致聚合物 OSA 和 PAM 的含量下降，CNCs
在 OSA/PAM 基体 中 的分散 效果 减弱。 因此 ，
OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶的机械性能虽然随
着 CNCs 含量的增加呈上升趋势，但是其后续增长
速率缓慢。

a—SA/PAM-GT；b—OSA/PAM-GT；c—OSA/0.5% CNCs/PAM-
GT；d—OSA/1.0% CNCs/PAM-GT；e—OSA/1.5% CNCs/PAM-
GT；f—OSA/2.0% CNCs/PAM-GT
图 6 复合水凝胶的 SR（A）和 BR（B）
Fig. 6 SR (A) and BR (B) of the composite hydrogels

图 6B 为 SA/PAM-GT、OSA/PAM-GT 和 OSA/
CNCs/PAM-GT 复合水凝胶的生物降解率。从图 6B
可看出，随着降解时间的推移，复合水凝胶的生物

a—OSA/PAM-GT；b—OSA/0.5% CNCs/PAM-GT；c—OSA/1.0% 降解率逐渐升高。通过对比 SA/PAM-GT 和 OSA/
CNCs/PAM-GT；d—OSA/1.5% CNCs/PAM-GT；e—OSA/2.0% PAM-GT 发现，SA/PAM-GT 的生物降解率明显低于
CNCs/PAM-GT；*代表 P<0.05，表示有显著性差异
图 5 复合水凝胶的抗压强度 OSA/PAM-GT，说明经高碘酸钠氧化处理后有效地
Fig. 5 Compressive strength of composite hydrogels 提高了 SA/PAM-GT 的降解速率。同时，添加 CNCs