Synthesis and Characterization of a Hydroxyethyl Derivative of Chitosan and Evaluation of Its Biosafety

Hydroxyethyl chitosan （HE-chitosan） is a water-soluble derivative of chitosan with many apparent biological properties. For example, it is non-toxic and rapidly biodegradable. Moreover, HE-chitosan has advantages in water-solubility, moisture retention and gelling property due to its hydroxyethyl group. However, the biocompatibility and biodegradability of this multifimctional de- rivative have rarely been documented although they are critical for its application in biomedical and clinical treatments. The purpose of this work was to evaluate the biosafety of HE-chitosan, and draw important clues for its diverse applications. HE-chitosan was synthesized and characterized its chemical structure with FTIR. Its molecular weight （Mw） was determined by gel permeation chro- matography （GPC）, and its deacetylation degree （DD） was investigated through potentiometric analysis. The cytotoxicity of HE-chitosan on mouse fibroblast cell L929 was tested. The biocompatibility and biodegradability of HE-chitosan in rat and rabbit were evaluated. The FTIR results indicated that the hydroxyethyl groups were linked to C6 of chitosan. The GPC analysis confirmed that its Mw was about 90.01 kDa. It was also demonstrated that HE-chitosan had excellent biocompatibility and biodegradability in vivo and had no cytotoxicity on L929. These findings indicated that HE-chitosan can potentially be applied as a biomaterial in tissue engineering, drug delivery, and other biomedical fields.

角膜内皮细胞载体壳聚糖基共混膜的制备及性质研究

为探讨壳聚糖基共混膜作为组织工程化角膜内皮细胞载体的可行性,制备了羟乙基壳聚糖/明胶/硫酸软骨素共混膜,并评价其性质。结果表明该膜片具有良好的透明度,适宜的含水量;细胞毒性0～1级;体外培养的角膜内皮细胞能够很好地贴附和生长于共混膜上;植入大鼠肌肉内,能够稳定地降解,诱发的炎症反应明显低于不可降解手术缝合线,说明该膜片具有良好的组织相容性,有望作为角膜细胞载体构建组织工程化角膜。

羟乙基壳聚糖接枝聚乳酸的合成与表征

首先采用壳聚糖(CS)与2-氯乙醇反应制备了羟乙基壳聚糖(HECS),然后通过本体开环聚合法,以辛酸亚锡为催化剂,CS和HECS为大分子引发剂引发消旋-丙交酯开环聚合制备了一系列CS-g-PDL-LA和HECS-g-PDLLA共聚物,用FTIR、1HNMR、XRD、TG和溶解实验对产物的结构与性能进行了分析表征。结果表明,与CS相比,HECS明显具有较高的反应活性,当n(D,L-LA):n(aminoglucoside)投料比从10:1增大到40:1,对应CS-g-PDLLA和HECS-g-PDLLA共聚物的接枝率分别从24.01%和77.42%上升到114.85%和380.51%,而两者中的聚乳酸侧链上的平均乳酰单元数也相应从0.61和2.51分别上升到2.48和12.31。另外,原料投料比对共聚物的组成与性能有显著影响,随n(D,L-LA):n(ami-noglucoside)值增大,共聚物的接枝率和聚乳酸侧链上的平均乳酰单元数也逐渐增大,共聚物的结晶性能下降,起始热分解温度有所降低。与CS-g-PDLLA相比,HECS-g-PDLLA在常用有机溶剂中的溶解性能有所改善。

羟乙基壳聚糖的合成及其与聚乳酸的相容性

本文以异丙醇为溶剂,碱化壳聚糖与2-氯乙醇反应制备了羟乙基壳聚糖,对产物的结构与性能进行了分析表征;然后以二甲基亚砜为溶剂,采用溶液共混法制备了一系列不同组成的壳聚糖/聚乳酸和羟乙基壳聚糖/聚乳酸复合膜,对两组分间的相容性进行了研究。结果表明,羟乙基化反应在-OH和-NH2上均有发生,壳聚糖单元糖环上的羟乙基取代度为2.46;改性后,壳聚糖结晶性能和起始热分解温度下降,溶解性能得到改善。复合膜的电镜结果显示,在壳聚糖/聚乳酸复合膜中,相分离现象显著存在,壳聚糖在聚乳酸基体中的分散不均匀,有团聚现象,随着壳聚糖含量增加,两组分间的相分离程度增大,团聚现象更为严重,当壳聚糖含量达到50%时,已难以制备完整的复合膜;与之相反,羟乙基壳聚糖/聚乳酸复合膜中两种组分之间的相容性有所改善,相分离现象不明显,并且,当羟乙基壳聚糖含量从10%增加到50%,复合膜中两种组分之间的相容性变化不大。

N-(4-咪唑甲基)-羟乙基壳聚糖自组装胶束载槲皮素的研究

为了提高天然黄酮类化合物槲皮素的水溶性,将天然高分子材料壳聚糖进行两亲性衍生化制成N-(4-咪唑甲基)-羟乙基壳聚糖(MHC),作为槲皮素自组装聚合物胶束载体,并采用~1H NMR、元素分析法、芘荧光光谱法等进行了表征;同时采用单因素考察法进行了MHC-槲皮素胶束的工艺优化。结果表明,载体浓度为0.67%、槲皮素与MHC质量比为1∶10时可以获得粒径为(99.21±1.71)nm,Zeta电位为+(20.01±0.72)m V,载药量为(5.42±0.32)%的聚合物胶束;其体外释药曲线符合Higuchi方程Q=0.110 1t^(1/2)-0.064。槲皮素胶束和槲皮素溶液剂静脉注射给药后,在大鼠体内平均滞留时间分别是21.42和0.30 h,AUC_(0-t)分别为57.49和2.50μg·h/m L,表明采用MHC为载体材料的槲皮素自组装胶束具有较好的增溶、缓释以及提高生物利用度的作用,可作为槲皮素等抗肿瘤药物的载体。

一种新型甘油三酯吸附剂的制备及其对血清中甘油三酯的吸附性能研究

合成了一种新型的甘油三酯吸附剂-磺化羟乙基化交联壳聚糖，用其对血浆中甘油三酯进行吸附．实验结果表明，该吸附剂最高可使血清中的甘油三酯降低76．9％（每克树脂吸附量为6．25mg），而对血清中总蛋白（TP）的吸附较少．

壳聚糖改性及用其整理纺织品抗菌性能的研究

用羟甲基化和醚化等方法制备了改性壳聚糖羟甲基壳聚糖和羟乙基乙基醚壳聚糖。在中性条件下它们溶解于水。实验显示 ,改性壳聚糖具有较好的抑菌作用和吸湿保湿性能。对织物进行的后整理实验发现 ,羟乙基乙基醚壳聚糖适用于对棉布的整理加工 ,羟甲基壳聚糖适用于对真丝绸的整理加工。经整理后的织物具有较好的抗菌性 ,且吸湿、透湿、染色性能较优。研究表明改性壳聚糖可作为优良的功能性天然“绿色”

羟乙基壳聚糖季铵盐的合成及絮凝性能

通过壳聚糖(CTS)与2-氯乙醇形成羟乙基壳聚糖(HECS),然后与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)反应合成羟乙基壳聚糖季铵盐(HEQCS)。利用FTIR、~1HNMR对HEQCS的结构进行表征。将HEQCS与配制的高岭土模拟废水进行絮凝实验,考察了pH、HEQCS投加量、阳离子度对絮凝效果的影响,得到最佳pH=4~6,HEQCS投加量为3~6 mg/L,阳离子度为58%~71%,此时,絮凝后上清液浊度去除率为98%以上,与聚丙烯酰胺(CPAM)、CTS相比,絮凝性能优异。

羟乙基纤维素/壳聚糖涂膜液对蓝莓的保鲜效果研究

以羟乙基纤维素和壳聚糖为原料制备新型共混涂膜液,以其对蓝莓进行涂膜保鲜处理,并与以壳聚糖涂膜液处理及未作处理的蓝莓进行对比,研究共混涂膜液对蓝莓贮藏期间品质的影响。结果表明:共混涂膜液能够有效地降低蓝莓的失重率和腐烂率,在贮藏后期,能够减缓果实硬度的下降速度;采用共混涂膜液处理后,果实的可溶性固形物含量、Vc含量以及花青素含量均呈现出最小的变化。

磺化羟乙基化交联壳聚糖对血清中低密度脂蛋白的吸附性能研究

磺化羟乙基化，交联壳聚糖，低密度脂蛋白，高密度脂蛋白，总蛋白。

壳聚糖涂膜对中华寿桃保鲜效果的影响

采用4种对比试验,研究羟乙基羧甲基壳聚糖(HECMCTS)对中华寿桃的保鲜效果。结果表明,处理2(HECMCTS+PVC)保鲜效果最佳,证明HECMCTS能有效地抑制果实呼吸强度,延缓呼吸高峰期,减少果实水分损失,增强果实防腐抑菌能力并保持原有品质与风味。

聚乳酸-壳聚糖软骨支架的性能测定

目的制备左旋聚乳酸-g-羟乙基壳聚糖(PLLA-g-HECS)复合支架,并进行性能测定。方法采用热致相分离法制备PLLA-g-HECS聚合物,再用压片机,将聚合物压模成形,测定复合支架的微观形貌、X射线衍射图谱分析、溶解实验及溶血试验。结果复合支架具有纳米微米共存的高孔隙直径的亚微观结构。X射线衍射图谱说明引入左旋聚乳酸链段后进一步减弱了HECS分子间和分子内较强的氢键作用。结论复合支架溶解实验显示复合物有较好的溶解性。溶血实验提示复合支架复合支架不会引起急性溶血反应,具有良好的生物相容性。

壳聚糖-聚乳酸软骨与软骨下骨复合支架的制备与表征

目的制备羟乙基壳聚糖-g-左旋聚乳酸(HECS-g-PLLA)和羟乙基壳聚糖-g-左旋聚乳酸+Ⅱ型胶原蛋白(HECS-g-PLLA+II型胶原蛋白)复合支架,并进行表征。方法采用热致相分离法制备HECS-g-PLLA、HECS-g-PLLA+II型胶原蛋白聚合物,再用压片机,设定不同大气压,将聚合物压模成形具有不同性能的复合支架,测定复合支架的微观形貌、红外光谱、压缩模量、孔隙直径及生物相容性。结果复合支架具有纳米微米共存的高孔隙直径的亚微观结构。红外光谱显示壳聚糖成功羟乙基化,羟乙基壳聚糖与左旋聚乳酸聚合成功。随着压片机设定的压模成形的大气压力增大,样品的压缩模量增强,但空隙直径逐渐减少,可以根据需要制作各种不同性能的支架。结论热源实验和全身急性毒性实验提示复合支架浸提液注入动物体内不会引起发热反应和毒性反应,具有良好的生物相容性。

新型基于壳聚糖的巴布剂基质材料配方研究

目的寻求基于壳聚糖的巴布剂最佳基质材料配方。方法方法采用正交设计法,以巴布剂的持粘力、皮肤跟随性和膜残留性等为考察指标,对各种成分的用量进行优选,确定了基质中不同辅料的最佳配比。结果壳聚糖巴布剂基质的最佳工艺配方:壳聚糖1.5 g,羟乙基纤维素4 g,聚乙烯醇2.4 g,十二水合磷酸氢二钠1.8 g,聚乙二醇2 g,聚乙烯吡咯烷酮1.5 g,甘油6 g,吐温3 g,水108 g。结论优选所得基质黏着力良好,无膜残留,均匀性、涂展性、皮肤跟随性均较好,制备工艺切实可行。

壳聚糖与甲基丙烯酸羟乙酯接枝聚合反应的研究

为了改善壳聚糖的亲水性 ,本文用硝酸铈铵为氧化还原引发剂 ,研究了不同聚合反应条件下 ,壳聚糖接枝甲基丙烯酸羟乙酯 (HEMA)的反应规律 ,研究了反应时间、反应温度、引发剂浓度和单体浓度对接枝聚合反应的影响 ,得到了最佳反应条件。用元素分析法和红外光谱对产物进行了表征。

Cs-AA-HEMA复合水凝胶的合成及溶胀性能

以壳聚糖、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯为原料,硝酸铈铵、过氧化二苯甲酰为引发剂,戊二醛为交联剂,制备了壳聚糖-丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯复合水凝胶,探讨了凝胶溶胀过程和理论,研究了凝胶合成条件及溶剂性质对凝胶平衡溶胀度的影响.结果表明:随着丙烯酸浓度、甲基丙烯酸羟乙酯添加量的增加,凝胶平衡溶胀度先增大再减小,凝胶溶胀度随着戊二醛浓度增加而减小.壳聚糖-丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯复合水凝胶是pH/离子/温度敏感型凝胶.

可注射性壳聚糖基温敏性凝胶的制备及其生物相容性

以壳聚糖（Chitosan,CH）为基,加入不同配比的β-甘油磷酸钠（Glycerophosphate salt,GP）和羟乙基纤维素（Hydroxyethyl cellulose,HEC）制备成不同组成的壳聚糖基温敏性凝胶体系。研究了2种凝胶体系初始凝胶化温度、成凝胶化时间、在缓冲溶液中的溶胀性、对骨髓间充质干细胞的细胞毒性及生物相容性,并用扫描电镜观察了干凝胶的微观结构。结果表明：所制备的壳聚糖-β-甘油磷酸钠（CH-GP）和壳聚糖-β-甘油磷酸钠-羟乙基纤维素（CH-GP-HEC）温敏性的凝胶,pH为6.8~7.4,当温度升高到某一温度时可以形成凝胶。CH-GP凝胶随GP浓度的增加初始凝胶温度降低,37℃成凝胶时间缩短,凝胶中较低磷酸盐浓度（GP质量浓度为100~400 mg/mL）有利于细胞的生长。在CH-GP凝胶的基础上,加入不同质量浓度的羟乙基纤维素（HEC）,可以降低凝胶支架中的β-甘油磷酸钠含量,并可调节成凝胶化时间、初始凝胶化温度以及凝胶强度。HEC的加入量与37℃成凝胶时间及初始化成胶温度呈反比。

CS-AA-HEMA三元共聚水凝胶的硬度及水的存在状态

以壳聚糖、丙烯酸和甲基丙烯酸羟乙酯为原料、戊二醛为交联剂合成了高强度壳聚糖-丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶。探讨了丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、戊二醛浓度和存放时间对该水凝胶硬度的影响,研究了水凝胶中水的状态和分布情况。结果表明,随着丙烯酸浓度的增大,壳聚糖-丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶硬度先增大后逐渐减小,而随着甲基丙烯酸羟乙酯、戊二醛浓度的增大、存放时间的延长,水凝胶硬度有明显增大;壳聚糖-丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶中存在自由水、中间水和非冻结水,7.257mol/L丙烯酸制备的水凝胶平衡水和冻结水含量最高,分别为65.412%、61.537%,而4.354mol/L丙烯酸制备的水凝胶非冻结水含量最高,为13.549%;壳聚糖-丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶失水温度为20～200℃,分解温度为380～470℃。

氨基甲酸酯法纺制环境友好型抗菌纤维素纤维的研究

纤维素氨基甲酸酯(简称CC)是纤维素与尿素的反应产物,具有安全无毒、易运输、易成纤等特点,是替代粘胶工艺中纤维素黄酸酯最有潜力的中间产品,CC法制造纤维素纤维被认为是改造粘胶厂以及减少和消除环境污染问题的良好途径之一。制备水溶性O-羟乙基壳聚糖,并与纤维素氨基甲酸酯共溶于NaOH溶液中,通过环境友好的CC工艺纺制抗菌性纤维素纤维并对其力学性能和抗菌性能进行了研究。结果表明:含有O-羟乙基壳聚糖的纤维素氨基甲酸酯纺丝过程顺利,制得的纤维具有良好的力学性能,且表现出明显的抗菌性和抗菌耐洗涤性。

羟乙基纤维素/壳聚糖涂膜液对葡萄的保鲜作用

以羟乙基纤维素与壳聚糖为原料制备混合涂膜液,研究涂膜液在室温及RH70~80%的贮藏条件下对葡萄的保鲜作用。结果表明：在贮藏末期,混合涂膜液能够有效降低葡萄的失重率和腐烂率;经混合涂膜液处理后葡萄中TSS、Vc以及花青素含量的下降趋势均低于纯的壳聚糖涂膜液处理组以及对照组;混合涂膜液处理组的菌落总数为3.5×103cfu/g,低于同种条件下对照组的菌落总数（4.9×103cfu/g）。在室温贮藏过程中,羟乙基纤维素/壳聚糖混合涂膜组与对照组相比对葡萄具有较好的保鲜作用。