论文部分内容阅读
本文以具有良好生物可降解性、生物相容性和生物活性的天然聚合物----低分子量壳聚糖(COS)为骨架基元，设计并构筑了三种不同类型的超分子组装体。一方面，通过引入疏水性的二茂铁基团，构筑了pH和氧化双响应型的“雪花状”组装体;另一方面，通过接枝双硫键修饰的聚己内酯，构筑了pH和GSH还原双响应型组装体;同时，基于β-环糊精与二茂铁和α-环糊精与聚乙二醇的主客体作用，构筑了新型的低聚壳聚糖基超分子水凝胶。这三种壳聚糖基功能材料在生物医药、组织工程和生物智能材料等领域有着潜在的应用。本研究分为三个部分： ⑴基于低分子量壳聚糖构筑pH和氧化双响应型“雪花状”组装体的研究。利用疏水性的二茂铁基团能被氧化成亲水性的二茂铁阳离子以及可以进行有序密堆积的性质，可构筑具有氧化响应性和新颖结构的组装体。在这一部分，首先以二茂铁甲醛为起始原料，通过亚胺化和还原反应制备了两亲性聚合物，即二茂铁修饰的低分子量壳聚糖(FcCOS)，通过FTIR、1H NMR和UV-Vis对产物的结构和取代度进行确认，XRD研究结果表明，FcCOS中二茂铁基团有序堆积。进一步通过黏度法、TEM、DLS研究了FcCOS在酸性水溶液中的自组装行为，结果表明FcCOS在浓度为10mg/mL时形成了具有“雪花状”新颖形态的组装体，且结构比较规整。在此基础上，结合TEM、DLS、UV-Vis和CV，对其环境响应性进行了研究。结果表明，该“雪花状”组装体具有独特的pH和氧化响应性。当组装体溶液的pH值调至中性后，“雪花状”组装体破坏，形成不规则网状结构;利用溶于酸性溶液中的氧气进行氧化后，该组装体变成松散的且具有空洞结构的“雪花状”组装体;使用H2O2处理后，该组装体变为尺寸为纳米级的球状组装体。此外，还利用β-环糊精和二茂铁的包结作用，研究了环糊精的加入对FcCOS组装体的影响，结果发现加入β-环糊精后，组装体溶液变浑浊。 ⑵低分子量壳聚糖基pH和还原双响应型组装体的构筑及其响应性研究。具有还原响应性的组装体能在还原剂（如谷胱甘肽）的作用下，发生解组装或变化，同时能将包覆的疏水性分子释放出来，因此在药物靶向输送方面有着巨大的应用前景。本部分的主要内容是以低分子量壳聚糖骨架为亲水部分，以双硫键修饰的聚己内酯为疏水部分，制备含有双硫键的两亲性聚合物(COS-SS-PCL)，并通过FTIR，1H NMR和元素分析的方法对产物的结构进行确认。通过荧光探针法，测得该聚合物的临界胶束浓度为8.32×10-3 mg/mL。在此基础上，通过溶剂诱导的方法研究了该两亲性聚合物的自组装行为，通过TEM和DLS方法对组装体的结构进行了表征。由于载体上具有还原响应性的双硫键和氨基，因此对该组装体在pH和GSH刺激下的响应行为进行了研究，为其载药和释药研究打下坚实的基础。 ⑶基于主客体作用构筑低分子量壳聚糖基超分子聚合物及其凝胶化研究。基于非共价键的两亲性超分子聚合物因合成简单而得到了广泛研究。在该部分，首先分别制备了β-环糊精修饰的壳聚糖主体分子(CDCOS)和二茂铁修饰的聚乙二醇客体分子(FcPEG)，通过1H NMR和XRD进行了表征。其次，以β-环糊精和二茂铁的主客体作用为驱动，制备了水溶性的超分子接枝共聚物CDCOS-FcPEG，通过UV-Vis和CV验证了主客体作用的发生。在此基础上，以α-环糊精对聚乙二醇的穿环络合而诱导的结晶作为驱动，制备了壳聚糖基超分子接枝共聚物网络及其水凝胶，通过XRD对其结晶结构进行了表征。