论文总字数：15302字

摘 要

水凝胶由于其具备的亲水性与生物相容性等特点，广泛运用于化学材料与生物医学的领域。聚乳酸，作为生物高分子物质，由于其良好的生物降解性，将其制备成聚乳酸微球，能够很好的运用于组织工程中。但聚乳酸的生物相容性较差，为了提高其生物相容性的特点，本文选择使用天然高分子壳聚糖对聚乳酸进行表面修饰，形成壳聚糖聚乳酸复合微凝胶的结构，并通过对比使用不同的交联剂对壳聚糖修饰的影响，探究京尼平替代戊二醛交联壳聚糖的可行性与交联效果，从实验结果来看，使用京尼平制得的壳聚糖聚乳酸微球中壳聚糖的含量较高，从而证明天然无毒的交联剂京尼平有更好的交联固定效果，用该方法制得的壳聚糖聚乳酸微球在组织工程等方面能够得到更好的应用。

关键词：聚乳酸；壳聚糖；戊二醛；京尼平；水凝胶；微球

Preparation and Characterization of Chitosan Polylactic Acid Composite Hydrogels

Abstract

Hydrogels are widely used in chemical materials and biomedical fields because of their characteristics of hydrophilicity and biocompatibility. Polylactic acid (PLA), as a biomolecular material, is prepared into PLA microspheres due to its good biodegradability, which can be well used in tissue engineering. But poor biocompatibility of poly (lactic acid) (PLA), in order to improve its biocompatibility characteristics, this paper chose to use natural polymer chitosan surface modification of poly (lactic acid, polylactic acid (PLA) form chitosan composite micro gel structure, and by comparing the use of different crosslinking agent on the effect of chitosan modified, explore genipin instead of glutaraldehyde crosslinking chitosan the feasibility and the effect of crosslinking, According to the experimental results, the chitosan content in the chitosan polylactic acid microspheres prepared by using genipin is relatively high, which proves that the natural and non-toxic cross-linking agent genipin has better cross-linking and fixation effect, and the chitosan polylactic acid microspheres prepared by this method can be better applied in tissue engineering and other aspects.

Keywords: Polylactic acid，Chitosan，Glutaraldehyde，Genipin，Hydrogel，Microspheres

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 水凝胶概述 1

1.1.1 水凝胶的定义 1

1.1.2 水凝胶的分类 1

1.1.3 水凝胶的应用 1

1.2 生物高分子水凝胶 1

1.2.1 生物高分子 1

1.2.2 交联剂 3

1.3 壳聚糖聚乳酸水凝胶的研究进展 5

1.4 本论文的研究意义和主要内容 5

1.3.1 研究意义 5

1.3.2 主要内容 5

第二章 壳聚糖聚乳酸微球的制备与表征 6

2.1 实验部分 6

2.1.1 实验材料及仪器 6

2.1.2 聚乳酸微球的制备 7

2.1.3 聚乳酸微球的胺解 7

2.1.4 戊二醛交联壳聚糖聚乳酸微球 7

2.1.5 京尼平交联壳聚糖聚乳酸微球 7

2.2表征方法 8

2.2.1 傅里叶变换红外光谱测试 8

2.2.2 数码液晶生物显微镜表征 8

2.2.3 扫描电子显微镜表征 8

2.2.4 紫外分光光度计法测壳聚糖含量 8

2.2 本章小结 9

第三章 实验结果与讨论 10

3.1 聚乳酸微球的制备 10

3.2 聚乳酸微球的胺解 10

3.3 壳聚糖聚乳酸微球的形态结构 11

3.4 微球表面壳聚糖的含量 13

3.4 本章小结 14

第四章 全文总结与展望 15

4.1 全文总结 15

4.2 展望 15

致 谢 16

参考文献 17

第一章 绪 论

1.1 水凝胶概述

1.1.1 水凝胶的定义

水凝胶（Hydrogel），一种具备亲水性的材料，当大量吸水后能够维持一定的网状结构，且同时拥有固体和液体的特性，固体特性表现为能够在一定条件下呈现出一定的形状和体积，液体特性则表现为在一定条件下水溶液能够在其中扩散，是一种很好的吸水、保水的材料^[1]。

1.1.2 水凝胶的分类

水凝胶种类繁多，根据合成材料不同，可以把它分为天然高分子水凝胶和合成高分子水凝胶；根据形态大小不同，可以分为宏观凝胶和微观凝胶（水凝胶微球）。

根据水凝胶交联方式的不同，可以大致分为物理凝胶和化学凝胶，前者是靠物理作用，如静电作用、氢键、链与链之间的缠绕^[2]等方式形成的凝胶，通常我们把它称为假性凝胶或可逆凝胶，其结构形态不具备一定的稳定性，加热处理后，形态结构会发生改变，而后者是依靠化学键键合的方式，通过化学方法形成的凝胶，又称真凝胶，具备一定程度的稳定性^[3]。

1.1.3 水凝胶的应用

水凝胶作为一种功能型材料，具备广阔的应用市场。在医学领域中，水凝胶由于其结构类似于人体组织，且具备良好的生物相容性，在人体中可以充当细胞外基质，可以提供适宜细胞生长的环境，既不影响细胞的代谢过程，同时由于其一部分的液态特性，又能够很好的充当细胞生长过程中所需营养物质及分泌产物的运输介质。此外，由于其吸水、保水的特性，水凝胶也被运用于载药，药物的有效成分通过储存在水凝胶中达到缓慢释放的作用，从而缓释治疗^[4]。

在工业领域中，水凝胶通常被运用于农业^[5]及环保中，由于其保水的特性，在干旱地区，用水凝胶包裹植物的根部，可以大大提高植物的存活率，对比传统方式种植，能够节约不少的用水。水凝胶自身具备一定的降解性，且对环境的影响较小，是一种可观的环保材料。

1.2 生物降解水凝胶

1.2.1 生物降解材料

生物降解材料，是一种能通过生物体实现降解的材料。理想的生物降解材料是一种具有优良使用性能,废弃后可被环境微生物完全分解为二氧化碳和水,最终被无机化而成为自然界中碳元素循环的一个组成部分的高分子材料 ^[6]。

1.2.1.1 聚乳酸

聚乳酸^[7]（polylactic acid），是一种聚酯类物质，由乳酸聚合而来，是目前最为常见的生物可降解材料之一。

图1.1聚乳酸

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