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壳聚糖具有良好的生物相容性、生物粘附性和生物降解性,可用于食品包装、膜过滤和生物医学等领域,但在实际应用中存在着力学强度、溶解性等问题,因此本文通过物理和/或化学方法对其进行改性,并对改性后的壳聚糖进行了应用探索,主要研究内容和取得的结果如下: (1)通过分子动力学方法模拟了壳聚糖和聚(ε-己内酯)重复单元数与溶度参数之间的关系,在此基础上构建不同比例的壳聚糖/聚(ε-己内酯)二元共混体系,得到了键能和非键能值、内聚能密度、溶度参数和Flory-Huggins相互作用参数,此外通过介观模拟方法模拟了不同比例下共混体系的相分离情况,得到了有序参数和自由能密度,模拟结果表明壳聚糖含量越高,共混体系相容性越好。 (2)通过77%的醋酸水溶液作为共溶剂制备了三种比例的壳聚糖/聚(ε-己内酯)复合膜,并与引入羰基官能团的官能化聚(ε-己内酯-co-4-羰基-ε-己内酯)/壳聚糖复合膜进行对比,结果表明随着羰基的引入以及壳聚糖重量百分含量的增大,高分子之间的相互作用呈现增强的趋势,同时复合膜的力学性能和降解性也得到了提高,其中75wt%壳聚糖/聚(ε-己内酯-co-4-羰基-ε-己内酯)断裂伸长率最大且能有效地抑制了壳聚糖的降解。 (3)通过化学偶合法将端羧基聚(ε-己内酯)高分子接枝到壳聚糖主链上,利用水合肼脱保护得到了具有游离氨基的壳聚糖-g-聚(ε-己内酯)接枝共聚物,通过傅立叶变换红外光谱、核磁谱图和热失重等方法对共聚物的结构和热性能进行表征,高分子胶束则通过动态激光光散射和透射电镜进行表征,最后在不同摩尔比、辐照时间和辐照源条件下制备了纳米银粒子并通过紫外-红外光谱和X射线粉末衍射进行了表征,结果表明单分散纳米银粒子的成功制备。 (4)通过一步开环聚合法制备具有不同接枝率的壳聚糖-g-聚(ε-己内酯)共聚物,通过透析法制备具有核壳结构的高分子载药胶束,通过傅立叶变换红外光谱和核磁共振谱表征了接枝共聚物的结构,动态激光光散射和透射电镜结果表明载药胶束呈现均匀的球状结构,其中载药量利用高分子与药物之间的Flory-Huggins相互作用参数进行模拟说明,结果与实验趋势一致,体外药物释放曲线和动力学方程拟合结果说明载药胶束的体外释放过程是持续稳定可控的,MTT和细胞凋亡结果说明载药胶束能有效地抑制肿瘤细胞的增殖,同时减少药物的使用量。 (5)通过热压成型和表面喷涂技术制备了一系列改性药物洗脱支架,包括添加不同紫杉醇药物含量、不同接枝率的壳聚糖-g-聚(ε-己内酯)涂层和基体添加剂、不同重量百分比的壳聚糖-g-聚(ε-己内酯)添加剂、阿斯匹林小分子添加剂并分别对洗脱支架的药物释放行为进行了研究,结果表明改性后的药物洗脱支架改善了纯支架的药物释放曲线,同时与常见动力学模型的拟合表明药物的释放基本是通过菲克扩散实现的且过程可控,相似系数结果表明相同方法改性的药物洗脱支架释放曲线基本相似,但不同改性方法对释放曲线的影响较大,从而表现出不同的药物释放行为,最后通过扫描电子显微镜观察了支架释放前后的表面断面形貌图;