内容发布更新时间 : 2024/5/17 16:17:41星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

开题报告

题目：果胶

-壳聚糖复合水凝胶

的制备及性能研究

1研究背景及意义 壳聚糖是一种胺基多糖[1-3]，由甲壳素脱乙酰基制备得到，含有氨基和羟基等活性基团，是一种亲水性的聚阳离子多糖。其来源广泛，具有良好的黏附作用和组织相容性，能够有效促进生物大分子渗透，可被生物体完全降解吸收。壳聚糖是自然界唯一大量存在的碱性多糖，溶于大多数的有机酸。它能作用于肠道上皮细胞的紧密连接，产生生物黏附作用，促进药物的细胞旁路吸收。在结肠菌群产生的多糖酶的作用下，壳聚糖可被降解吸收，因此是一种良好的药物释放载体材料。壳聚糖溶于有机酸后，其分子链上的氨基被质子化，分子带正电荷，可与阴离子（三聚磷酸钠、柠檬酸钠等）或聚阴离子聚合物（如果胶、海藻酸钠等）通过离子间相互作用结合，形成聚电解质复合物。 果胶是一类天然聚阴离子酸性多糖，具有优良的胶凝和乳化特性。也是一种非淀粉直链多糖，基本结构是以 a- 1，4糖苷键连接的D- 半乳糖醛酸残基，其中一部分是1，2连接的L- 鼠李糖残基，分子量范围在4万至30万之间，由于具有强极性的羧基和羟基，果胶在人体胃和小肠生理环境内能保持结构的完整性，但是在结肠能被结肠菌产生的酶降解。果胶分子具有强的亲水性，当果胶经过胃和小肠时不能有效地保护负载的药物。另一方面，由于具有优良的胶凝特性，当用果胶凝胶包裹药物分子时，可以有效减少制剂中水分子的渗入，从而降低药物的溶解释放速度。另外，果胶分子的结构和哺乳动物细胞外基质中的多糖结构非常类似，可以携带信号分子并传输许多生物活性物质，因此，果胶应用于新型生物医学材料领域潜力巨大[4]。 由于壳聚糖的分子中含有-NH2，果胶的分子中含有-COOH，为了降低果胶的水溶性，在适当体系下，它们之间会发生复合反应，生成果胶/壳聚糖(PEC/CHI)聚电解质复合凝胶。(PEC/CHI)复合凝胶可以随着环境pH、离子强度的变化，其结构出现相应的响应，常用来制备具有pH敏感性的膜和微球，可用于食品、保健品、药物负载与缓释等方面。与原单糖基水凝胶相比，该复合物水凝胶的疏水性大大增强，药物基质在胃酸环境下的溶蚀作用大大减弱。作为一种具有巨大开发潜力的靶向制剂，在保证药物通过上消化道时尽可能少损失的同时，仍能控制载体材料在结肠特异酶作用下的持续降解，保证药物的缓慢释放，在较长时间段内维持较高的血药浓度，达到治疗的目的。这是目前可预见的最有开发潜力、最有现实可行性的结肠靶向给药系统[5-8]。 2国内外相关的研究情况 水凝胶可用作烧伤涂敷物、药物传输体系、补齿材料、生物分子和细胞的固定化载体等。在环境保护方面，利用一些水凝胶的特点制成保水剂，可用于沙漠治理、土壤改良、水土保湿等方面。在生物医学领域，水凝胶类似于生命组织材料，表面粘附蛋白质及细胞能力很弱，在与血液、体液及人体组织相接触时，表现出良好的生物相容性，它既不影响生命体的代谢过程，代谢产物又可以通过水凝胶排出。水凝胶比其它任何合成生物材料都接近活体组织，它在性质上类似于细胞外基质部分，吸水后可减少对周围组织的摩擦和机械作用，显著改善材料的生物学性能。因此，水凝胶在生物医药、组织工程等方面得到了广泛应用，如可作为组织填充剂、药物缓释剂、酶的包埋、蛋白质电泳、接触眼镜、人工血浆、人造皮肤、组织工程支架材料等[9-12]。水凝胶是交联形成的三维网状结构的聚合物[13] ，环境敏感水凝胶是水凝胶的分支之一。利用天然多糖制备的环境敏感水凝胶，可以广泛应用于生物医药领域[14-16]。 水凝胶是一类集吸水、保水、缓释于一体的功能高分子材料。近二十多年来，对温度敏感型[17]、pH值敏感型[18]、生物分子敏感型[19]等聚合物水凝胶进行了广泛的研究，使水凝胶在化学传感器、记忆开关、人造肌肉、药物控释、组织工程等领域表现出良好的应用前景，对水凝胶的研究已成为功能高分子研究领域的一个热点。 水凝胶用于药物缓释，主要用于大分子药物（如胰岛素、酶）、不溶于水的药物（如类固醇）、疫苗抗原的控制释放。利用物理包埋固定化技术，在室温下将药物、酶、因子等与聚合物单体的水溶液进行聚合或交联。药物由水凝胶包埋后，通过口服或植入的方式进入机体内，在自主扩散和水凝胶降解的双重作用下被释放，可以长效发挥作用，从而大大提高了药物的利用率，减少了药物对机体其他部位的毒副作用。 采用合成高分子或天然聚合物水凝胶作为结肠给药系统的载体材料，可以使制剂经口服后在上消化道不被溶蚀释放，当药物被运送到回盲部后，受到结肠菌群所产生的大量酶系的触发，使药物开始崩解或溶蚀释放出来，达到治疗疾病的目的。天然高分子组成的水凝胶在生物相容性、细胞控制降解、无毒、应用安全方面有潜在的优势，但天然高分子材料稳定性较差。相对而言，合成水凝胶能精确控制其结果及功能，且可供选择的品种较多。但与天然高分子材料相比，合成高分子材料必须严格地控制材料中混杂的未反应单体、残余引发剂或催化剂和小分子副产物等，以避免可能由此产生的生物不相容性和药物的不良相互作用问题。 随着结肠靶向给药系统研究的深入和相关制剂工艺的进步，多糖基水凝胶作为一类新开发的结肠靶向给药载体，引起了广泛的关注[20]。目前已用于研究的多糖类物质主要有果胶、直链淀粉、葡聚糖、壳聚糖、瓜尔豆胶、海藻酸等。这些多糖类化合物来源广泛，成本低廉，更为重要的是，在胃酸和上消化道各种消化酶的作用下仍能够保持相对稳定，但可以被结肠菌群产生的糖苷酶特异性降解。多糖类物质的这些特性，引起研究者的极大兴趣，被认为是结肠靶向给药的首选载体。 3本课题研究的主要内容及采用的研究方案和方法 3.1研究内容 (1)对果胶进行结构修饰，并对其取代度、溶解度等理化性质进行测定，优化影响因素，确定反应条件； (2)壳聚糖/果胶及其衍生物复合水凝胶的制备；