基于金屬離子配位作用增強殼聚糖三維材料的研究.pdf

1、使用具有較高機械強度的殼聚糖三維材料作為骨折內固定材料,較之傳統(tǒng)的金屬類內固定材料,具有明顯優(yōu)勢:生物相容性更好,無應力遮擋,無需二次手術等,所以研究具有更高強度和更好生物活性的殼聚糖三維材料具有重大的社會意義和經(jīng)濟意義。鑒于殼聚糖可以和某些金屬離子形成結構穩(wěn)定的配合物,并且很多金屬離子對于人體健康尤其是骨折恢復治療具有重要意義,本課題制備并研究了多種殼聚糖/金屬離子配合物三維材料。
　　 1)使用溶液混合-原位沉析法制備了殼聚

2、糖/鐵離子配合物三維材料。利用鐵離子對殼聚糖強烈的配位能力,使其與溶液狀態(tài)的殼聚糖分子預配位,在隨后的原位沉析過程中使鐵離子能夠在殼聚糖沉析的同時與其發(fā)生原位配位反應,與兩個殼聚糖結構單元形成類交聯(lián)結構的配合物,從而達到增強三維材料的目的,同時在三維材料中引入了鐵元素,以期達到促進骨折恢復的目的。使用亞鐵離子改性殼聚糖三維材料,在能形成類交聯(lián)結構而增強三維材料的引入了具有更好生物活性的亞鐵離子。比較了鐵離子,亞鐵離子改性三維材料以及亞鐵

3、離子復合成型后氧化成鐵離子改性三維材料的改性效果,發(fā)現(xiàn)使用鐵離子改性三維材料效果最佳。
　　 2)使用鋅鹽作為改性劑,采用溶液混合-原位沉析法制備了殼聚糖/鋅離子配合物三維材料,改善三維材料機械性能的同時引入了具有較好抗菌性能,并在體內具有重要生理作用的鋅離子。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)鋅離子增強殼聚糖三維材料機理包括:通過與兩個殼聚糖結構單元形成具有類交聯(lián)結構的配合物而達到增強的目的:通過在濃度梯度的驅動力和殼聚糖吸引力共同的作用下形成鋅離子

4、梯度分布,而產(chǎn)生了自增強效果。
　　 3)使用氯化銅作為改性劑,研究了銅離子含量、醋酸濃度等因素對殼聚糖/銅離子配合物三維材料性能的影響,結果表明銅離子對殼聚糖分子上的氨基和羥基具有極強的配位能力,可以與溶液狀態(tài)和凝膠狀態(tài)下的殼聚糖分子形成穩(wěn)定的配合物,可以提高殼聚糖凝膠的壓縮強度到原來的15倍,極大的提高了三維材料的性能。
　　 4)分別使用四種鎂鹽對殼聚糖三維材料進行改性,發(fā)現(xiàn)硫酸根可以提高鎂離子的改性效率。但是作為