氧化石墨烯生物高分子复合材料的研制及其作为药物缓释材料的应用

• 作 者: 孙黄辉
• 机 构: 华东理工大学
• 出 处: 华东理工大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 氧化石墨烯 复合材料 生物可降解 药物载体

随着现代医学的发展，单一组分的材料已经不能满足复杂的生理需求，生物复合材料可以有效提高材料的性能，近年来已经成为人们研究的热点。氧化石墨烯(GO)具备独特的物理化学性质使其在生物医学领域具有很大的应用潜力。　　本文通过GO与透明质酸、壳聚糖和磷酸酯交联高分子聚合物进行复合，制备了一系列的生物复合材料，通过表征测试，表明制备的复合材料具有较好的细胞相容性和不同的功能性，在生物医学领域具有一定的应用价值。具体工作如下:　　(1)在NH2NH2和硫酸肼的条件下控制反应时间制备了不同分子量和脱乙酰度的去乙酰化透明质酸(dHA)，通过酰胺化反应与GO进行复合，通过红外光谱(FT-IR)，X射线光电子能谱(XPS)对其结构进行表征，与GO比较，制备的复合材料的热力学稳定性和生理溶液分散稳定性具有一定的提高。细胞毒性测试和药物释放测试表明制备的复合材料具有较好的细胞相容性和一定的药物缓释作用。　　(2)选择天然高分子聚合物壳聚糖(CS)，利用其氨基和GO的羧基进行酰胺化反应，制备了GO-CS。将磷酸化的地塞米松分别通过物理混合和磷酸酯化共价键连的方式搭载到GO-CS上，通过31P NMR，XPS，FT-IR等测试手段验证其载药方式。通过在不同pH条件下药物释放曲线的测试发现，共价键连的载药方式相比于物理混合能更有效的控制药物突释，提高药物利用率。材料的体外细胞毒性测试也表明制备的复合材料具有良好的细胞相容性，可以促进骨间质干细胞(BMSCs)的增殖。　　(3)以嵌段共聚物软链段常用的分子量1000的聚四氢呋喃二醇(PTMEG1000)为原料通过氧氯化磷和环氧氯丙烷分别制备聚四氢呋喃磷酸酯和聚四氢呋喃环氧化合物，在无任何添加剂的条件下通过简单混合与GO复合制备了交联弹性体。通过力学性能测试、体外降解实验、细胞毒性测试，证明制备的生物复合材料具有良好的力学性能，可降解性能和较低的细胞毒性。　　(4)选用亲水性较好的聚乙二醇，通过自身的相转移催化性进行环氧化，制备的环氧化产物与聚四氢呋喃磷酸酯和GO进行混合，交联固化，制备了可降解的磷酸酯交联材料。测试结果证明制备的交联材料具有良好的力学性能和可降解性能，GO的添加可以影响交联材料的固化，力学性能和降解性能。体外细胞实验表明制备的生物复合材料具有较低的细胞毒性。药物释放曲线表明材料具有一定的药物缓释作用。