原位沉析法制备壳聚糖棒材的研究

以壳聚糖凝胶膜为模板 ,将壳聚糖溶液与 Na OH凝固液隔离 ,利用膜渗透原位沉析法制备了高性能的壳聚糖棒材 (d=4 .5 mm) ,其弯曲强度、弯曲模量和剪切强度分别为 92 .4 MPa,4 .1 GPa和 3 6.5 MPa.扫描电子显微镜 (SEM)分析结果表明 ,原位沉析法制备的壳聚糖棒材具有同心筒状层叠结构 。

壳聚糖棒材的组织相容性和安全性评价

生物降解内固定材料要求有良好的生物相容性。我们对壳聚糖棒进行了一系列体外和体内的生物学实验，包括热源反应、皮内注射、皮肤致敏实验、全身过敏实验，眼结膜角膜实验，皮下埋植急性实验，经口毒性实验，经静脉注射实验、溶血实验、降压物质实验、微核实验，皮下和骨内埋植实验。结果表明，壳聚糖棒有良好的生物相容性和安全性。在皮下和骨内埋植早期（一个月），壳聚糖棒周围可出现异物反应．埋植后三个月异物反应消失。这种异物反应与ＰＧＡ、ＰＬＡ和ＰＤＳ引起的异物反应相似。

生物医用聚乳酸纤维增强壳聚糖棒材

利用原位沉析法制备了聚乳酸纤维/壳聚糖复合棒材,对复合棒材的微观形貌、力学性能进行了表征.有机聚乳酸纤维和有机壳聚糖基体具有良好的相容性,纤维表面还会因氢键等作用和基体产生物理吸附及一定的分子链缠结,SEM结果表明,纤维与基体间形成了良好的界面作用.复合棒材因聚乳酸纤维的加入有效地提高了弯曲强度和模量.当添加8%(质量分数)11 mm长的纤维时,复合材料弯曲强度达到108.9 MPa,比壳聚糖提高了54.9%,复合棒材弯曲模量达到4.74 GPa,比壳聚糖提高了170.9%.聚乳酸纤维和壳聚糖均具有良好的生物相容性和可降解性,这种复合材料在可吸收内固定材料方面将具有广阔的用途.

壳聚糖/碳酸钙杂化膜的研究

通过壳聚糖／钙盐复合膜浸泡在Na2CO3水溶液的方法制备出了壳聚糖／碳酸钙杂化膜。用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了杂化膜内碳酸钙的晶体结构和形貌。研究了杂化膜的力学性能、溶胀率、吸光度及热稳定性。结果表明：杂化膜内碳酸钙为长3．0μm，宽1．0μm的棒状晶体，以及直径为1．0～5．0μm的多层球形晶体。随着碳酸钙的质量分数从2．69％增加到4．20％，杂化膜的溶胀率从231．6％下降到149．5％，膜的吸光度也逐渐增加。当W（CaCO3）=3．12％时，杂化膜的拉伸强度达到最大值52．12MPa。杂化膜的分解温度为315℃，高于壳聚糖膜的分解温度290℃。这种生物相容性好的杂化膜有单用作骨细朐培养的支架材料．

超顺磁性羟基磷灰石／壳聚糖棒材的制备

以壳聚糖膜为模板将磁性羟基磷灰石前驱体的壳聚糖醋酸溶液与NaOH凝固液隔离,OH^-向磁性羟基磷灰石前驱体的壳聚糖醋酸溶液内部的渗透引起pH值变化,导致质子化的壳聚糖在模板上沉积的同时无机物就地生成,原位复合制备出无机纳米颗粒分散均匀的磁性羟基磷灰石／壳聚糖(HA／CS)复合棒材．生成的超顺磁性四氧化三铁和羟基磷灰石颗粒大小均一(大约长30 nm,宽20 nm),在基质中分布均匀、没有出现明显的团聚现象．

两性修饰壳聚糖/凹凸棒土对铬离子的吸附性能研究

壳聚糖是一种资源丰富的天然高聚物。壳聚糖原材料丰富,无毒无害,具有耐碱、抗血栓等功能,还具有很高的吸附性能。可将壳聚糖进行改性,研究其吸附性能。凹凸棒土是苏睆地区特色矿产资源。它具有优良的吸附、脱色、离子交换、热稳定、造浆和高温变相等性能。以凹凸棒土为吸附材料,得到改性凹凸棒土,通过对比研究吸附性能。

原位增强羟基磷灰石/壳聚糖复合棒材

利用低温水溶液均相沉积法制备了磷酸钙盐微纤维;应用原位沉析法制备了壳聚糖（CS）三维棒材及羟基磷灰石（HA＊）/CS复合棒材。XRD证实应用原位沉析法制备HA＊/CS复合棒材过程中,磷酸钙盐转化为羟基磷灰石结构,尺寸为10~60μm,并用SEM对晶体形貌进行了表征,分析了转化机制。HA＊/CS复合材料的微观形貌表明,HA＊晶体在CS凝胶棒原位沉析的过程中析出而与CS基体形成镶嵌、相互咬合结构,且在基体中分散均匀,有效地提高了HA＊与CS基体的界面连接作用,使力学性能显著提高。所制备的HA＊/CS棒材随HA＊含量的增大（在其饱和溶解度3.3 wt%范围内）,复合材料的弯曲性能逐渐提高,当羟基磷灰石质量分数为3.3%时,复合材料的弯曲强度达到159.6 MPa,弯曲模量达到5.1 GPa,比CS基体分别提高85.6%和54.5%。HA＊/CS复合棒材的弯曲强度和弯曲模量远高于松质骨,弯曲强度也比密质骨高。

可吸收壳聚糖纤维增强壳聚糖棒材

在采用原位沉析法制备壳聚糖棒材的同时,加入壳聚糖纤维作为增强材料,制成了壳聚糖纤维增强的壳聚糖棒材复合材料。研究了壳聚糖纤维的长度及添加量对壳聚糖棒材力学性能的影响,通过扫描电镜观察分析了材料的断面形貌。结果表明,壳聚糖纤维能显著提高壳聚糖棒材的力学性能,壳聚糖棒材的弯曲强度随壳聚糖纤维添加量的增加先增加而后下降,随着壳聚糖纤维长度的增加而增加。当壳聚糖纤维(17 mm)质量分数为5%时,壳聚糖棒材的弯曲强度达到134 MPa,与未增强的壳聚糖棒材相比,弯曲强度提高了55.7%。这种纯天然的复合材料在可吸收内固定材料方面将具有广阔的用途。

壳聚糖载纳米羟基氧化铁对水中磷的吸附

低浓度的磷在污水处理中较难去除,排放至水体会造成水体富营养化。采用溶胶-凝胶法,以壳聚糖和FeCl_3·6H_2O为原料,通过原位水解-浸渍法制备出壳聚糖载纳米羟基氧化铁(CNFeOOH),对其进行了场发射透射电镜(HRTEM)、比表面积和孔径、X射线衍射仪(XRD)分析的表征。结果表明,CNFeOOH中含有类似正方针铁矿(β-FeOOH)的晶体结构,呈纳米棒状分布,长约10 nm,宽约2~3 nm,比表面积为76.240 m^2·g^(-1)。磷吸附实验结果表明:Freundlich吸附等温式能更好地描述CNFeOOH对磷的吸附特征,其实际最大吸附量为24.50 mg·g^(-1)(pH=6,T=(20±1)?C);动力学吸附平衡时间约为24 h,其吸附过程符合准二级动力学模式和颗粒内扩散模式,证明吸附过程中同时发生了物理吸附和化学吸附;溶液的p H对CNFeOOH吸附磷的影响较为明显,随pH升高,吸附量降低;离子强度(0.01~0.5 mol·L^(-1))则影响不大;共存阴离子(SO_4^(2-)、NO_3^-、HCO_3^-)对磷的吸附影响较小。因此,推断CNFeOOH对磷的吸附机理是以静电引力和配位作用为主的特性吸附。