基于银离子交联改善壳聚糖水凝胶的力学性能

Mechanical properties of chitosan hydrogel based on silver ion crosslinking

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摘要目的壳聚糖(chitosan,CTS)分子在碱性氛围(NH3)中通过分子链缠结和非共价键作用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).但在实际应用中,由于纯壳聚糖水凝胶的力学性能比较差,通常需要与刚性的保护性凝胶复合形成双层物理交联后,才能应用于生物材料领域.本文拟通过加入金属银离子以改善其相关性能.方法首先在100 mL的2％(体积分数)的乙酸水溶液中加入2.5 g的壳聚糖,配制浓度为2.5％(质量分数)的壳聚糖溶液;在壳聚糖溶液中加入一定量的硝酸银形成壳聚糖-AgNO3溶液,将30 mL壳聚糖-AgNO3溶液倒入培养皿,将培养皿放在0.2 m3的含有100 mL氨水的密闭环境内,放置12 h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,制备不同银离子浓度的壳聚糖-银离子水凝胶;然后通过溶胀性能、表面形态、流变学和拉伸特性,检测其力学性能.结果银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改善,且随着银离子浓度的增加,力学性能更加优异.相比于纯壳聚糖水凝胶,适当加入银离子,能使其力学强度增大至少10倍.结论金属银离子可以有效改善壳聚糖水凝胶的力学性能.