基于铜离子交联改善壳聚糖水凝胶力学性能和抗菌性能的研究

Study on the improvement of mechanical properties and antibacterial properties of chitosan hydrogels based on copper ion crosslinking

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摘要目的壳聚糖(chitosan,CTS)分子在碱性氛围(NH3)中通过链缠结以及分子间的低能键(如氢键、配位键等)的相互作用,可以逐步形成网状结构的壳聚糖水凝胶(CTS/NH3),但其力学性能较差,生物抗菌活性较低.本文拟通过加入金属铜离子以改善其相关性能.方法以CuCl2 和CTS作为原材料,在100 mL的2%(体积分数)乙酸水溶液中加入2.5g的壳聚糖,配制浓度为 2.5%(质量分数)的壳聚糖溶液.然后向壳聚糖溶液中加入一定量的氯化铜形成壳聚糖-CuCl2 溶液.在 0.2 m3 的氨气气氛密闭环境中使壳聚糖-CuCl2 溶液交联.静置12h至水凝胶形成.将水凝胶从培养皿中取出,用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性.制备不同铜离子浓度的壳聚糖-铜离子水凝胶,并检测其力学性能指标和生物抗菌活性.结果铜离子赋予壳聚糖水凝胶良好的溶胀性能和稳定的流变学性能,从而使其力学性能明显提升,且随着铜离子浓度的增加,力学性能更加优异;同时,铜离子还使得壳聚糖水凝胶表现出更好的抗菌性能,使其具有治愈该类细菌的伤口感染的潜力.结论金属铜离子可以有效改善壳聚糖水凝胶的力学性能及抗菌性能,并使其具有可作为生物医学敷料的应用前景和在生物医学贯通伤等方面表现出潜在的应用价值.