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壳聚糖基温敏原位凝胶的制备及性能研究


Synthesis and properties of chitosan based
thermosensitive in situ hydrogel







学科专业：材料化学工程
研 究 生：陈晨
指导教师：董岸杰 教授







天津大学化工学院
二零一二年六月
独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的
研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表
或撰写过的研究成果，也不包含为获得 天津大学 或其他教育机构的学位或证
书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中
作了明确的说明并表示了谢意。


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签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日
摘 要

壳聚糖基水凝胶在药物缓控释和组织工程领域具有很好的应用前景，为了改
善壳聚糖基水凝胶的应用性能和生物相容性，本文制备了巯基化壳聚糖，并采用
了物理和化学双重交联网络制备了巯基化壳聚糖/β-甘油磷酸钠（CTG）凝胶，研
究了 CTG 凝胶的结构和性能。通过流变学分析和无侧限压缩试验研究了 CTG 凝
胶的相转变和机械性能。CTG 体系在体温下能够快速完成凝胶相转变（2 min），
并且凝胶化温度随 CS-TGA 和 β-GP 浓度的升高而降低。CTG 凝胶的压缩模量为
28~32 kPa，高于 CS-TGA 凝胶体系。体外溶胀和降解实验表明，凝胶的降解时
间在 30 天以上，扫描电子显微镜观察显示凝胶内部呈现空间多孔网络结构。凝
胶的体外蛋白释放研究表明，CTG 凝胶对于蛋白有良好的控释作用，无突释现
象，基本符合一级释放动力学规律。体外细胞毒性、溶血性实验和组织病理实验
均表明凝胶有良好的生物相容性。
为了进一步提高 CTG 凝胶的温度响应性和可控性，我们在 CTG 凝胶基础上
引入了聚乙二醇丙烯酸酯（PEGDA），形成了物理相互作用、Michael 加成和二
硫键三重交联网络的巯基化壳聚糖-聚乙二醇丙烯酸酯/β-甘油磷酸钠（CTGP）凝
胶体系，克服了 CTG 凝胶化时间不可控的缺点。通过改变凝胶中 PEGDA 的相
对分子质量的大小，在改变凝胶化时间的同时进一步提高了体系的温度响应性，
使得该凝胶体系的凝胶化时间可控。机械强度测试的结果与流变学测试的结果一
致，CTGP 凝胶的机械强度显著提高，其中以分子量 700 的 PEGDA 制备的
CTGP700-4 凝胶的压缩模量最高。以 CTGP700-4 凝胶为模型的进一步研究表明：
CTGP 凝胶比 CTG 凝胶具有更好的溶胀性能，且降解和体内实验结果证明该凝
胶具有较高的稳定性，可以在体内外存留