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《氧化石墨烯超分子復(fù)合水凝膠的制備及性能研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文氧化石墨烯超分子復(fù)合水凝膠的制備及性能研究作者姓名程文華學(xué)科專業(yè)材料學(xué)指導(dǎo)教師盧秉恒教授任力教授所在學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期2018年5月ThepreparationandcharacterizationofGOhybridsupramolecularcompositehydrogelsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:ChengWenhuaSupervisor:Prof.LuBingHengProf.RenLiSouthChinaUniversityofTechnology
2、Guangzhou,China分類號:O636.1學(xué)校代號:10561學(xué)號:201520114691華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文氧化石墨烯超分子復(fù)合水凝膠的制備及性能研究作者姓名:程文華指導(dǎo)教師姓名、職稱:盧秉恒教授任力教授申請學(xué)位級別:碩士學(xué)科專業(yè)名稱:材料學(xué)研究方向:生物醫(yī)用材料論文提交日期:2018年5月4日論文答辯日期:2018年5月31日學(xué)位授予單位:華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期:年月日答辯委員會成員:主席:曹曉東委員:施雪濤、吳剛、方立明、杭飛摘要水凝膠是一種理想的生物支架材料,可模擬細胞在體內(nèi)的三維生長環(huán)境。同時,水凝膠也可以負載藥物或生物活性分子用于組織工程
3、修復(fù)或再生。然而,在應(yīng)用的過程中,大部分水凝膠易產(chǎn)生應(yīng)力裂紋,裂紋進一步發(fā)展會破壞材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的規(guī)整性和功能的完整性,很大程度上限制了其在組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,開發(fā)新一代自愈合水凝膠具有十分重要的意義。同時,若水凝膠具有可注射性能,則可作為藥物或細胞載體,直接將藥物或細胞遞送到病灶部位,促進組織修復(fù)。本課題基于氧化石墨烯納米片(GO),設(shè)計制備了新型GO超分子自愈合水凝膠及可注射GO復(fù)合水凝膠,并分別將這兩種凝膠體系作為藥物載體和細胞三維培養(yǎng)支架進行了相關(guān)探索,主要研究內(nèi)容如下:利用6-甲基異胞嘧啶和2-甲基丙烯酸異氰基乙酯反應(yīng)制備了超分子單體UPyM
4、A,在GO納米片層的懸液中與N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚,構(gòu)建了新型溫敏GO超分子自愈合水凝膠(GO-HSH水凝膠)。流變和拉伸測試結(jié)果表明,該凝膠體系具有快速自愈合性能及溫控生物粘性。25oC條件下,GO-HSH水凝膠對豬皮的最大粘附力僅為0.69N;37oC條件下,凝膠對豬皮的最大粘附力高達1.3N。SEM測試結(jié)果表明,溫度可有效調(diào)控水凝膠內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)。此外,GO-HSH水凝膠可用作藥物載體,正常生理條件下,鹽酸阿霉素(DOX)24小時累積釋放量僅為22%,而在模擬腫瘤微環(huán)境(pH5.5)條件下,DOX累積釋放可達54%。細胞實驗結(jié)果表明,從GO-HSH水
5、凝膠中釋放的藥物保持有生物活性,可有效殺死腫瘤細胞。通過溫敏納米凝膠(tNG)與GO的自組裝,構(gòu)建了可注射GO復(fù)合水凝膠。依據(jù)紅外光譜(FT-IR)、原子力顯微鏡(AFM)及紫外分光光度計(UV)測試結(jié)果推測,tNG/GO復(fù)合水凝膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形成機理是tNG與GO之間的氫鍵相互作用??咕鷮嶒炞C實,tNG/GO復(fù)合水凝膠對大腸桿菌(E.coli)和金黃色葡萄球菌(S.aureus)都有很好的抗菌效果,嵌入10小時,tNG/GO復(fù)合水凝膠能殺死97.2±3.9%的E.coli和100%的S.aureus。此外,藥物緩釋結(jié)果表明,熒光標記的葡聚糖(FITC-dextran
6、)從tNG/GO復(fù)合水凝膠中的釋放速率隨溫度的變化而變化。tNG/GO復(fù)合水凝膠三維包裹小鼠骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSCs),培養(yǎng)3天,細胞的存活率高達95%以上,表明該凝膠體系有良好的生物相容性。關(guān)鍵詞:氧化石墨烯;溫敏水凝膠;自愈合;可注射;抗菌IAbstractAnidealbiomaterialscaffold,hydrogel,canstimulatethegrowingenvironmentinourbodyforcells.Atthesametime,thereleaseddrugorbioactivemoleculefromhydrogelscanbe
7、usedfortissueengineeringrepairandregeneration.However,mostpolymericmaterialsorhydrogelsarelikelytogeneratecrackswhensubjectingtomechanicaldamage,andthefunctionsofmaterialswillbeseverelyaffectedwiththecrackpropagation,whichgreatlylimitstheirapplicationsintissueengineering.Therefore,th