明胶/海藻酸钠复合体系用于pH敏感智能药物释放体系的研究

用明胶 /海藻酸钠聚合物交联互穿网络作为基材 ,以戊二醛和氯化钙溶液为交联剂 ,对质子泵抑制剂药物奥美拉唑进行包覆 ,制备pH敏感型微胶囊药物制剂。测定了不同交联时间及pH值环境下的释放规律 ,研究结果表明 ,此制剂具有在酸性环境中持续释放 ,且释放百分率较小 ,而在碱性环境中为突释型制剂。此包覆体系适用于在酸性环境 (如胃 )中需要保护药效 ,防止药物失活 ;在碱性环境 (如小肠 )中发挥药效的药物制剂。

基于明胶/六偏磷酸钠/谷氨酰胺转氨酶复合水凝胶包埋体系的构建及作用机理

研究以明胶(gelatin,GE)和六偏磷酸钠(sodium hexametaphosphate,SHMP)为原料,制得初级网络水凝胶,添加植物乳杆菌后采用谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TGase)进一步交联构建复合水凝胶包埋体系,以期提高植物乳杆菌的存活率和生物利用度。结果表明,经SHMP和TGase修饰后改变了GE的凝胶强度、水分分布状态及凝胶网络结构,同时降低了凝胶形成速率,使凝胶的三维网络结构更加稳定,GE/SHMP/TGase复合水凝胶包埋体的分子间作用力较强,有利于包埋的植物乳杆菌的抵抗不良环境的影响。通过扫描电子显微镜发现植物乳杆菌的存在轻微破坏了水凝胶的有序结构。内源荧光光谱分析表明植物乳杆菌的加入导致GE分子内含有的色氨酸的延伸区暴露在更极性的环境中,在水凝胶胶凝过程中出现空间位阻效应,延缓了生物聚合物分子间共价交联和物理相互作用的形成,从而导致其微观结构发生改变。模拟胃肠道消化实验及贮藏实验表明,与单一的GE基水凝胶相比,GE/SHMP/TGase凝胶中植物乳杆菌具有更高的益生菌细胞存活率及胃肠道释放特性。证实了GE/SHMP/TGase复合水凝胶对植物乳杆菌具有较好的保护作用。本研究探索了一种制备益生菌递送系统的新方法,为益生菌功能性食品的开发提供理论依据。

氧化海藻酸钠交联壳聚糖载药复合体系的制备及其药物缓释初步研究

为获得一种新型的药物释放复合体系,本实验首先通过乳化交联法制备壳聚糖(CS)包载四环素(TC)微球,然后利用氧化海藻酸钠交联聚磷酸钙/壳聚糖(CPP/CS)复合材料,用冷冻干燥法制备了载药微球复合体系。并用傅立叶红外光谱仪(IR)、扫描电镜(SEM)及药物的体外释放等方法对该载药微球复合体系进行分析和表征。结果显示,经过氧化海藻酸钠交联的CPP/CS复合材料中无机相均匀分散在连续有机相基体中,制备的CPP/CS空白复合体系与载药微球复合体系具有较为理想的孔隙结构和贯通性。其中的微球均呈球状,粒径分布在5～50μm之间,微球表面光滑且比较致密,载药后有利于减缓药物的突释效应。载药微球复合后,微球在复合体系中分布均匀,而且与CPP/CS材料之间亲合性较好,其药物的缓释效果得到明显的提高。实验将为制备出具有能满足药物缓释材料的需要,又能进行骨缺损的修复的双功能的复合药物载体进行了初步探索。

鱼明胶/海藻酸钠复合凝胶特性研究

为改善鱼明胶单网络凝胶的性能,利用复凝聚法制备不同质量浓度的鱼明胶/海藻酸钠复合凝胶,研究其表观特征、色度值和流变性质,并以单一鱼明胶凝胶为对照。实验结果表明,随着鱼明胶质量浓度提高(0.06~0.10 g/mL),单一凝胶弹性增加,网络结构更加优良,但在较低质量浓度(0.06、0.07 g/mL)时,凝胶脆性大、易破碎;复合凝胶整体展现了良好的凝胶特性,成型效果较好,且随着海藻酸钠质量浓度的提高(0.01~0.03 g/mL),凝胶强度持续提高。由此表明,海藻酸钠的加入可以改善复合凝胶的凝胶强度。通过研究不同质量浓度鱼明胶与海藻酸钠在不同阶段的凝胶性质,为二者复合物的实际应用提供了更多理论依据。

交联体系对海藻酸钠/印度树胶复合膜性能的影响

为探究交联体系对海藻酸钠/印度树胶复合膜性能的影响,本文选取氯化钙-柠檬酸、氯化钙-乳酸、氯化钙-苹果酸三种不同的Ca^2+-H^+交联体系,以力学性能、水蒸气透过率及水溶性为指标进行评价;同时,利用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜技术(SEM)进行微观结构表征。结果表明,选用氯化钙-柠檬酸交联体系,Ca^2+浓度为1.5%,H^+浓度为1.0%,交联时间为5 min时,拉伸强度为34.11 MPa,断裂伸长率为15.27%,水蒸气透过率为6.99×10^-11 g/(m·s·Pa),水溶性为6.41%,海藻酸钠/印度树胶复合膜综合性能最佳。此外,傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜也表明氯化钙-柠檬酸交联体系形成的交联膜微观结构紧密、均匀、交联度高。本研究成功制备了一种新型复合膜,为其在食品包装领域的应用提供理论依据。

明胶/海藻酸钠复合微球的研究

以明胶和海藻酸钠(SA)为原料制备了复合微球,并对微球性能进行了研究。结果表明:微球干燥速率先快后慢,随着温度的升高,微球干燥较快且容易达到平衡;混合溶液滴入氯化钙溶液中会迅速成球,0.5h内凝胶化速率变化较大,随后速率变化减小,2h后凝胶化速率几乎保持不变;微球载药量越高,释放速率越快;在中性环境中,微球释放药物的速率很快,迅速达到平衡;在酸性环境中,微球的释药速率缓慢。

明胶α亚基和美拉德反应对明胶-海藻酸钠复合膜性质的影响

以罗非鱼皮明胶α1、α2亚基和海藻酸钠为原料制备复合膜,对膜的机械性能、颜色、荧光强度和傅里叶红外光谱(FTIR)进行分析,考察了α亚基和美拉德反应对明胶-海藻酸钠复合膜性质的影响。结果发现,α亚基-海藻酸钠膜的机械性能在60℃、相对湿度(RH)为75%下保存72 h后均出现明显的下降,而荧光强度均出现增强。α1-海藻酸钠(α1-SA)复合膜在放置72 h后,b*值的增大幅度达到64.0%,明显高于明胶-海藻酸钠(G-SA)和α2-海藻酸钠(α2-SA)复合膜。FTIR分析表明,保存过程中α亚基与海藻酸钠发生了美拉德反应,并且α1亚基更容易参与反应。因此明胶α亚基-海藻酸钠复合膜在60℃、75%RH下保存中颜色逐渐变黄。

明胶与海藻酸钠的静电复合机制及热动力学分析

为探明明胶(gelatin,GEL)与海藻酸钠(sodium alginate,AG)静电作用机制及影响因素,对不同GEL和AG质量比(r)、不同pH值的液体体系进行常温浊度滴定、Zeta电位测定及亚甲基蓝吸收光谱实验等,研究复合物形成的影响因素,并利用等温滴定微量热技术对GEL与AG结合过程进行热动力学分析。结果表明,常温下GEL与AG结合是以强烈的静电相互作用为主的焓驱动放热过程;NaCl通过静电屏蔽作用,在低浓度(<0.02 mol/L)时促进GEL与AG的结合,高浓度时抑制其结合。环境pH值通过调整GEL与AG所带的净电荷从而影响其静电作用,低pH值时形成不溶性复合物,高pH值时形成可溶性复合物;提高r或者提高GEL和AG总浓度可以促进其相互作用,r=7∶3时,可以在较高pH值下形成稳定的复合物悬浊液,pH值在2.5~3.5变化对悬浊液影响较小。本实验为GEL-AG基生物材料的开发及其在食品、医药领域应用提供理论依据。

明胶-海藻酸钠复合纤维的研制及性能表征

明胶(Gel)与海藻酸钠(SA)溶液共混得到不同配比的纺丝原液,通过黏度法,从热动力学角度对两种高分子材料的相容性及分子间作用力进行表征,结果表明,当SA∶Gel比例为3∶1时最优,此时共混液中两种高分子间存在较为强烈的分子间作用力,并辅以红外光谱分析,再对各种比例条件下共混液的膜材料进行了力学性能的检测,结果显示在该比例时膜材料具有最强的抗张强度。采用正交试验方法对SA-Gel共混纤维的后处理条件进行优化,结果表明,对共混纤维的断裂强度和断裂伸长率影响最大的因素,分别是热处理温度和拉伸率,而共混纤维的线密度和吸湿性均受拉伸率的影响最大。

鲢鱼皮明胶-海藻酸钠复合膜的制备与性能

鲢鱼皮明胶膜因具有安全性高和来源丰富等优点受到广泛关注。然而鲢鱼皮明胶膜的力学性能和阻隔性能较差,若作为食品包装膜将会受到限制。为了改善鲢鱼皮明胶膜的性能,将海藻酸钠与鲢鱼皮明胶共混制成复合膜。结果发现,制成的复合膜外观透亮,有阻隔紫外线和油脂的性质;当添加体积分数为20%的海藻酸钠时,复合膜的水溶性和水蒸气透过率达到最小,抗拉强度达到最大。说明复合膜的阻隔性能和力学性能都优于鲢鱼皮明胶膜。对膜的傅里叶变换红外光谱图和X射线衍射图进行分析,表明鲢鱼皮明胶和海藻酸钠存在较强的相互作用,这可能是复合膜性能发生变化的主要原因。

大蒜素/海藻酸钠/明胶/壳聚糖复合微球的制备及性能

以大蒜素为模型药物,采用复凝聚法制备了海藻酸钠/明胶/壳聚糖复合微球,考察了不同条件对微球溶胀性、载药性能和缓释性能等指标的影响。结果表明,明胶和海藻酸钠(质量比为1∶3)为2%,大蒜素投入量与混合胶比为1∶2时,制备的载药微球(DSGCM)外形规则,粒径分布在0.8~0.9mm之间,载药量为24.3%,包封率为69.4%,复合微球具有p H敏感性,在p H=7.4介质中微球溶胀率达到450%,药物释放过程符合Higuchi方程,明胶的加入可以延缓DSGCM复合微球的药物释放性能。

海藻酸钠-鱼明胶复合可食膜的制备及特性研究

为改善鱼明胶和海藻酸钠单一可食膜的各项性能,以鱼明胶为主体,辅以不同浓度的海藻酸钠,以3%(质量浓度)甘油为增塑剂,使用流延法制备海藻酸钠/鱼明胶复合可食膜。将海藻酸钠和鱼明胶单一膜为对照,分析不同海藻酸钠-鱼明胶比例对可食膜水蒸气透过率、溶解性、含水量、色差值、抗拉强度、抗菌能力及保鲜效果的影响。结果表明,通过复合,可食膜的各项性质较单一膜均有所改善。随着海藻酸钠∶鱼明胶质量配比由1∶9增至1∶1,复合膜的水蒸气透过率由6.19 gm^-1d^-1MPa^-1降至2.80 gm^-1d^-1MPa^-1,溶解率由61.60%增至73.92%,阻水性与溶解性均显著提高;而随着鱼明胶质量浓度由25 g/L增至45 g/L,复合膜拉伸强度显著增加,且当鱼明胶质量浓度为45 g/L时,膜的拉伸强度达到最大值(458.00 g·f)。此外,单一膜和复合膜均表现出对金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌有良好的抑菌活性。

盐浓度与海藻酸钠/磷虾蛋白复合体系性能的相关性

采用湿法纺丝技术制备了海藻酸钠/磷虾蛋白(SA/AKP)复合纤维,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了SA/AKP复合体系的氢键相互作用,用X射线衍射仪、流变仪及SEM研究了盐(NaCl)浓度对复合体系的结晶、流动性和形态结构的影响.结果表明,SA/AKP复合体系中存在分子内和分子间氢键,分子间氢键的强度随复合材料中盐浓度的增加而增强.盐浓度的增加导致SA/AKP复合材料的结晶度增加,流动黏度先降低后增加,力学性能先增加后降低.SA/AKP纤维的SEM照片显示结晶的盐与纤维分离,并且复合纤维表面沟槽结构逐渐减少,表面更加致密光滑.AKP在SA/AKP复合体系中呈完全取向状态.

明胶/海藻酸钠复合微胶囊型缓释氮肥的制备及其缓释性能研究

本文以天然高分子材料明胶和海藻酸钠为壁材,尿素为芯材,采用乳化交联法,制备得到了明胶/海藻酸钠复合微胶囊型缓释氮肥。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和光学显微镜(OM)对其结构做了表征,测定其包封率和载肥量,且对其缓释性能进行了初步探究。实验结果表明:明胶/海藻酸钠复合微胶囊型缓释氮肥呈圆球形,表面光滑无皱、形态规整,粒径约为100～120μm之间,尿素的载肥量为401mg/g,包封率为80.2%,在静态水中释放28 d的累计释放量为40.45%,表现出较好的缓释性能。

海藻酸钠复合膜降低排酸牛肉失水率的研究

本文研究了不同海藻酸钠浓度、明胶浓度和CaCl2浓度配制的可食性复合膜处理排酸牛肉在冷藏排酸期间失水率的变化情况，并采用正交试验设计对可食性复合膜配方中海藻酸钠浓度、明胶浓度和CaCl2浓度进行优化，得到藻酸钠浓度、明胶浓度和CaCl2浓度的最佳值分别为：1．20％、0．10％和1．20％（w／w）。以此结果浓度通过验证试验得出失水率为0．57％，未涂膜处理样品的失水率的10．12％。

海藻酸钠对鱼皮明胶膜理化特性的影响

采用罗非鱼皮明胶与海藻酸钠混合制备可食性复合膜,研究海藻酸钠含量对复合膜理化性质的影响。结果显示:单一罗非鱼皮明胶具有良好的成膜能力,但是机械性能差,将海藻酸钠添加到明胶膜中得到的复合膜抗拉强度和断裂伸长率有明显改善,海藻酸钠添加量在40%时,抗拉强度达最大值6.6 MPa,相对于纯明胶膜(5.5 MPa)和纯海藻酸钠膜(4.6 MPa)分别增加20%和43%,断裂伸长率也在此时达到最大值120%,比纯明胶膜(64%)和纯海藻酸钠膜(88%)分别增加87.5%和26.7%。海藻酸钠水溶性和吸湿率分别高达100%和48.7%,经共混后复合膜的水溶性降低至55%以下,吸湿率介于25%～40%之间,有较大的改善。流变学特性和X射线衍射分析结果表明:明胶和海藻酸钠具有良好的相容性,二者共混可制得性质稳定的复合膜,海藻酸钠与明胶的复合膜液为非牛顿流体,黏度和增稠能力较单一明胶膜有所增加。

明胶海绵–海藻酸钠水凝胶制备关节软骨组织工程化支架

正常人的关节软骨具有优秀的生物力学性能,不仅可以在关节间起缓冲作用,而且也在促进人体身体运动方面起着至关重要的作用。因此关节软骨的完整性至关重要。但是由于关节软骨缺乏血管和血供,因此自我修复极为困难,所以一旦关节软骨损伤,其损伤很难自我修复。同时关节软骨的损伤还常常伴有关节下骨的损伤,如若不做处理,进一步发展可进发为骨关节炎,对患者生活造成巨大影响。但是目前临床上对软骨损伤的治疗,如软骨钻磨、骨膜和软骨膜移植、软骨下骨钻孔、人工关节置换等治疗效果并不理想。近年来组织工程的迅速发展,为软骨及软骨下骨的修复提供了新途径及新方法。支架作为组织工程的核心内容之一起着至关重要的作用。传统的软骨组织工程修复关节软骨缺损,是在生物支架上种植软骨细胞,这种方法一方面细胞的种植率较低;另一方面,从修复的角度来看,软骨损伤通常伴随软骨下骨的损伤,单纯的运用软骨细胞修复软骨而忽略了软骨下骨的修复,其修复效率有限。因此本研究设想能否构建一种复合支架,在支架上层种植软骨细胞,支架下层种植成骨细胞,通过这种方式可以同时修复关节软骨及软骨下骨的损伤。复合支架的难点在于如何选择合适的材料。因此在深入认识关节软骨及关节下骨的基础上,我们选用医用明胶海绵与海藻酸钠水凝胶来构建复合支架。以往多项研究表明医用明胶海绵及海藻酸钠的生物相容性、孔径率及力学特性均可以支持其作为关节软骨组织工程的支架材料。本研究阐明了在关节软骨组织工程中构建明胶海绵–海藻酸钠水凝胶复合支架的可行性,为修复关节软骨缺损提供依据及技术支持。方法:1) 构建含成骨细胞的底层支架。选取适量明胶海绵,切成小块后灭菌;成骨细胞MC3T3-E1扩增后种植在明胶海绵上,体外培养诱导成骨细胞分化,监测成骨细胞在支架表面的贴附、增殖和分化状况。2) 制备并培养含细胞的复合支架。将含有软骨细胞的海藻酸钠溶液利用与CaCl₂溶液交联在明胶海绵支架上形成海藻酸钠水凝胶;培养形成的复合支架并检测支架下层成骨细胞在支架表面的贴附、增殖和分化状况及水凝胶中软骨细胞的增殖情况。3) 对含细胞的复合支架进行检测。将不同时间提取的复合支架标本进行检测,明确复合支架中碱性磷酸酶及糖胺聚糖的表达情况。结果:1) MC3T3-E1在明胶海绵支架上扩增生长良好,活/死细胞染色示随时间推移活细胞在支架上数量增多。2) 海藻酸钠水凝胶与明胶海绵支架接合良好,猪膝软骨细胞及MC3T3-E1分别在海藻酸钠水凝胶与明胶海绵支架上生长良好,活/死细胞染色示随时间推移两种活细胞在支架上数量增多。3)复合支架上的细胞与单纯明胶海绵及单纯海藻酸钠水凝胶上的细胞相比碱性磷酸酶及糖胺聚糖表达提升。结论:通过海藻酸钠溶液可以与CaCl₂溶液交联形成水凝胶的方法成功构建了组织工程复合支架,明胶海绵–海藻酸钠水凝胶复合支架较单纯的明胶海绵支架及单纯的海藻酸支架可以更好地促进MC3T3-E1细胞及猪膝软骨细胞的增殖和分化。明胶海绵–海藻酸钠水凝胶复合支架在关节软骨组织工程中具有良好的应用前景。

pH敏感型复合水凝胶的设计与药物缓控释评价

为了优化水凝胶的性能,改善水凝胶的药物缓释作用,设计了一种由氧化海藻酸(OSA)交联的海藻酸/明胶(SA/Ge)pH敏感型复合水凝胶,对其进行了红外光谱、XRD、TG分析,测定了水凝胶的溶胀率,探讨了该复合水凝胶体系的释药行为及机制,分析了四种模型方程对药物释放行为的拟合结果.结果表明:该水凝胶体系的溶胀率可达36倍,对大分子药物牛血清白蛋白具有一定的体外缓释效果,它在模拟胃肠液的释药机制属于骨架型扩散机制释放.

SA／GT／CS复合水凝胶载药微球的制备与药物释放性能研究

将海藻酸钠/明胶/盐酸四环素共混液滴入含有CaCl_2的壳聚糖醋酸溶液中,制备出SA/GT质量配比分别为10/0.6、10/0.8、10/1.0的SA/CS/GT复合水凝胶载药微球,考察了模拟肠液和胃液中不同原料配比对载药性能的影响。结果表明,在配比为10/0.8下微球具有最大载药量,模拟肠液中水凝胶微球释放药物周期较长。因此, SA/CS/GT三元复合水凝胶微球由于其良好的控制释放和降解性能,将是口服释药系统的一种优良载体。

鳕鱼皮源医用复合止血敷料的制备及性能研究

以太平洋鳕(Gadus macrocephalus)鱼皮明胶为原料,通过复配海藻酸钠得到一种可吸收复合止血敷料,并对其机械性能、止血效果、止血机理和生物相容性进行评价。结果表明,明胶质量浓度为10 mg·mL^(-1)时制备的止血敷料具有较高的机械强度。体内止血评价结果显示,复合止血敷料对大鼠股动脉止血、肝创面止血和断尾止血模型均有良好的效果,止血时间分别为(64±9)、(108±4)和(230±25)s,与市售明胶海绵的止血效果相当。复合止血敷料可缩短活化部分凝血活酶时间(Activated partial thromboplastin time,APTT)和凝血酶时间(Thrombin time,TT),激活内源性凝血系统和共同性凝血途径,以及促进血栓烷素B;(TXB;)、血小板第四因子(PF4)和P-选择素的释放,达到快速止血效果。生物相容性实验结果证实,该复合敷料无急性毒性、无刺激性且溶血率小于5%,达到医用材料的行业标准。该研究结果为开发新型医用敷料并实现鳕鱼皮高值化利用提供了参考和理论依据。