Page 121 - 《精细化工》2023年第8期
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第 8 期            曲萌菲，等:  羟丙基壳聚糖/氧化甲基纤维素自愈合水凝胶的制备及其载药性能                                  ·1735·


            够迅速修复自我损伤并恢复其原有的力学性能，从                             碘酸钠，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；乙二醇，
            而避免在注射过程中对材料的破坏                 [10-12] 。自愈合水      分析纯，天津市津东天正精细化学试剂厂；普鲁士
            凝胶主要通过物理（非共价键）或化学（可逆共价                             蓝、罗丹明 B，分析纯，福晨（天津）化学试剂有
            键）交联进行制备         [13-15] 。                         限公司；磷酸盐缓冲溶液（PBS，pH=7.4），分析纯，
                 SHEN 等  [16] 通过动态亚胺键合成了一种具有生                  上海西格玛奥德里奇贸易有限公司；溶菌酶，酶活
            物荧光探针的羧甲基壳聚糖自愈合水凝胶，该水凝                             力 20000 U/mg，北京索莱宝科技有限公司；吉西他
            胶能在 5 h 内完成自愈合，并可用于葡萄糖的检测，                         滨（质量分数≥98%），上海笛柏生物科技有限公司。
            其在血糖传感应用中具有潜在的应用前景。何美玲                                 MAGNA 560 型傅里叶变换红外光谱仪，美国
            等 [17] 将十二烷基硫酸钠、氯化钠和甲基丙烯酸十八                        Nicolet 公司；JNM-AL 400 型核磁共振波谱仪、JSM-
            烷酯通过疏水缔合的交联方式得到具有自愈合性能                             7000F 型扫描电子显微镜，日本电子株式会社；SCIENTZ-
            的聚丙烯酰胺水凝胶，该水凝胶通过调节各组分含                             10N 型冷冻干燥机，宁波新芝生物科技股份有限公
            量得到高断裂伸长率（1473%）。LI 等             [18] 通过 Diels-   司；AR 2000 型旋转流变仪，美国 TA 仪器公司；Mini-
            Alder 反应得到了具有自愈合性能的果胶/壳聚糖水                         1024 型紫外-可见分光光度计，日本 Shimadzu 公司。
            凝胶，该水凝胶在室温下 5 h 内可实现自愈合，并                          1.2   实验方法
            在药物负载和释放中显示出高负载效率和缓释性                              1.2.1  DAMC 的合成
            能，疏水药物 5-氟尿嘧啶在水凝胶中的负载效率高                               称取 0.5 g MC 于烧杯中，向其加入 50 mL 去离
            达 53.67%~65.27%，在 12 h 内药物释放量能够达到                  子水溶解，充分溶解后，在黑暗避光条件下加入
            95%，该果胶/壳聚糖水凝胶作为抗肿瘤药物载体具                           0.122 g 高碘酸钠进行氧化反应 4 h，加入 32  μL 乙
            有巨大的应用潜力，但其无法确保短时间内在作用                             二醇反应 1 h 以终止反应，将反应液倒入透析袋（截
            部位保持完整性，限制了其应用。近年来，天然多                             留相对分子质量为 8.0×10 ~1.4×10 ）中，透析 48 h，
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            糖水凝胶在生物医学方面得到了广泛应用                  [19] 。壳聚糖
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            是一种天然聚合物，具有优越的生物学特性，如生                             进行冷冻干燥 48 h（冷阱温度为–40  ℃），得到白色
            物相容性、生物降解性及抗菌性等性能                   [20-22] 。羟丙
                                                               絮状 DAMC 样品     [25] 。
            基壳聚糖（HPC）是一种壳聚糖水溶性衍生物，壳
                                                               1.2.2  HPC/DAMC 自愈合水凝胶的合成
            聚糖分子上羟丙基的引入改变了分子的空间结构，
                                                                   在实验探索阶段，DAMC 含量（以去离子水的
            削弱了壳聚糖分子之间和内部的氢键，从而提高了                             质量计，下同）<8%时，制备的水凝胶力学性能太
            壳聚糖分子的水溶性和反应性                 [23] 。甲基纤维素
                                                               小，不易成型；DAMC 含量>8%时，制备的水凝胶
            （MC）具有良好的生物相容性，但其本身存在物理                            不易通过 0.6 mm×25 mm 注射器。综合考虑使用
            化学键能较弱及力学性能低的缺点                 [24] ，为解决这一
                                                               DAMC 含量为 8%进行后续实验。
            问题，可将 MC 中的邻二醇结构进行氧化得到双醛
                                                                   将 0.08 g DAMC 溶于 1 mL 去离子水中配制成
            基，通过氧化甲基纤维素（DAMC）的醛基与 HPC
                                                               含量为 8%的 DAMC 水溶液；在室温下将其分别与
            的氨基进行希夫碱反应生成可逆共价键，从而进行
                                                               1 mL 含量（以去离子水的质量计，下同）为 8%、
            交联形成 HPC/DAMC 自愈合水凝胶。
                                                               10%和 12%的 HPC 水溶液进行混合，制备不同配比
                 本文拟以 HPC 和 DAMC 为原料，在温和条件
                                                               的 HPC/DAMC 自愈合水凝胶，其用料配比如表 1
            下制备 HPC/DAMC 自愈合水凝胶，并用作药物载
                                                               所示。通过冷冻干燥 24 h（冷阱温度为–40  ℃）得
            体。首先，通过对 MC 进行氧化，制备 DAMC；然后，
                                                               到 HPC/DAMC 干凝胶用于后续表征及测试。
            DAMC 与 HPC 发生希夫碱反应来制备 HPC/DAMC
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            自愈合水凝胶。通过 FTIR 和 HNMR 对 DAMC 以                         表 1  HPC/DAMC 自愈合水凝胶用料配比
            及 HPC/DAMC 自愈合水凝胶进行表征，考察 HPC/                          Table 1    Ratio of HPC/DAMC self-healing hydrogels
            DAMC 自愈合水凝胶的微观形态、溶胀性能、力学                               样品名称         DAMC 含量/%        HPC 含量/%
            性能、自愈合性能及药物缓释性能，旨在为水凝胶                                HPC/DAMC1          8              8
            用作药物载体奠定一定基础。                                         HPC/DAMC2          8             10
                                                                  HPC/DAMC3          8             12
            1   实验部分
                                                               1.3   结构表征与性能测试
                                                                             1
            1.1   试剂与仪器                                        1.3.1  FTIR 与 HNMR 测试
                 HPC（取代度≥80%）、MC（黏度 1500 mPa·s），                   采用 FTIR 对 HPC、MC、DAMC 以及 HPC/DAMC
            实验试剂，上海麦克林生化科技股份有限公司；高                             进行测试，将 KBr 与冷冻干燥后的样品按质量比
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