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1、山东轻T 业学院烦 j 毕业论义摘要胶原是最丰富的哺乳动物蛋白质，约占体内蛋白质的2 0 3 0 ，是皮肤、软骨、动脉血管壁及结缔组织的主要成分，在动物体内起支持、保护、连接等多种作用。可制成不同形式的材料，如膜、海绵、带、薄片等。成胶材料应用于血管和伤口敷料、皮肤缺陷的弥补中。这些基质可帮助受损组织的重建。除了在生物学上的相适性外，这些材料的物理特性也与被取代的组织基本相似。明胶是胶原降解的产物，胶原是明胶的前身，降解后的明胶仍然保持着胶原的某些构象与属性。主要由2 0 种氨基酸所组成，其中甘氨酸占三分之一，脯氨酸与羟基脯氨酸之和占三分之一，主要组分为a l 、0 【2 、D 以及Y 三联体
2、，微黄色，易溶于水，随温度升高或降低有溶胶与凝胶的可逆转化的优良特性，干燥后的明胶涂层呈透明状、具有一定的机械强度，在感光工业、医药工业、食品工业以及其他工业中获得非常广泛的应用。本论文选用丫( 2 ，3 环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷( K H 一5 6 0 ) 作为交联剂对明胶膜进行交联。K H 5 6 0 主要用来改善有机材料与无机材料表面的粘接性能，可提高制品的机械以及力学性能。本论文我们还采用聚乙二醇、壳聚糖以及聚乙烯醇分别对明胶K H 一5 6 0 复合膜进行改性。聚乙二醇为乙二醇与环氧乙烷的缩合物，在各种混合物中作为增湿剂来吸收和保持水分，还可用作薄膜的增塑润湿剂，可增强薄膜的强度
3、和尺寸稳定性。壳聚糖是自然界中唯的碱性多糖，在体内可以降解，无生物毒性及排斥反应，有很好的成形性及操作性。壳聚糖分子中含有大量的氨基，可形成s e h i l碱式凝胶。聚乙烯醇是水溶性高分子聚合物，无毒，生物相容性好，可生物降解。这些材料均可明显改善明胶膜的力学性能和溶胀性能等，可望用于稳定性差的生物活性物质的包覆和作为其载体。随着组织工程的发展，无抗原性的壳聚糖与聚乙烯醇等共混物将在细胞培养、细胞外基质、骨架及生物活性物质的释放等众多方面得到应用，日益显示其在生物医学材料领域的重要性。本文对复合膜的脆性、透光度、膨胀度、抗张强度、断裂伸长率等性能进行了表征。结果表明，聚乙二醇的使用可在一定程
4、度上提高明胶I 5 0 遥 脚O山东轻工业学院硕l j 毕业论文6 0管 藉4 0田争 脚2 004567891 01 1一p H一图2 一l 明胶的p H 电位滴定曲线02牛681 01 2p H图2 2 明胶的电导率曲线第2 章明胶K H 一5 6 0 复合膜的制备6 0 05 0 04 0 0 厘莒3 0 02 0 01 0 03 04 05 06 0 温度图2 3 明胶粘度曲线由图2 1 可以看出，在p H 9 5 时，电位又缓慢上升，但只升到一2 0 ，以后随着p H 值的升高，电位变化不大；在数值上，溶液中某点的电位等于正电荷在该点所具有的能量与电荷所带电荷量的比。p H = 5
5、9 8时，试验所用的明胶的电位为零，即此时溶液中正负离子所带电量相等。由图2 2 可以看出，在p H 值l 2 之间时电导率值下降最快，从8 0 下降到1 0 ，在p H 值2 1 2 之间时曲线较为平缓，变化不大，在p H 1 2 时。又缓慢上升，但是幅度不大。电导率是电阻率的倒数，物理意义是表示物质导电的性能，电导率越大则导电性能越强，反之越小。强酸性条件下溶液的电导率最大，强碱条件下次之，弱酸和弱碱最小。如在p H 值2 1 2 之间时最低。从图2 3 中，我们可以看出随着温度的升高，明胶溶液流经时间变短，相应的粘度变小，在1 5 2 0 之间时变化较为迅速，分子热运动比较剧烈，流经所用
6、时间从6 0 0 s 降低到2 7 0 s ，以后随着温度的升高，在2 0 6 0 的变化范围内，时间仅仅下降了1 5 0 s ，分子热运动较为平缓。2 2 2 明胶K H 一5 6 0 溶液及其成膜的性质1 4山东轻T 业学院顾 ：毕业论义表2 一l 不同p H 值下明胶K H 一5 6 0 溶液及其成膜的性质庄曼塑膣g堡鐾麴g卫珏遢盒亟渣邀重明廑盛蹙透明：眭堪的堕丝1O 4O 41 2乳白色浑浊脆，不耐折20 40 41 0乳白色浑浊脆，不耐折30 40 48清澈透明脆，不耐折4O 4O 46清澈透明脆，不耐折5O 40 44清澈透明脆，不耐折60 40 42清澈透明脆，不耐折70 4O
7、4l清澈透明脆，不耐折表2 2 不同配比下明胶K H 一5 6 0 溶液及其成膜的性质序号明胶偶联剂p H混合后溶液透明度膜的脆性l4 ：Ol 8清澈脆，不耐折24 ：1l 8清澈脆，不耐折34 ：21 8清澈脆，不耐折44 ：3一一1 8清澈脆，不耐折54 ：41 8清澈脆，不耐折64 ：51 8清澈脆，不耐折从表2 一l 可以看出，在p H 值1 8 之间时，混合后的溶液较为清澈，成膜也较为透明；当p H 8 时，混合后溶液变为乳白色，而相应制得的膜也变浑浊、不透明；无论是在什么样的p H 值条件下制备的膜都较脆，不耐折。因此将后期的制备过程中的p H 值限定在8 以下。表2 2 给出了不
8、同配比( 4 ：0 ，4 ：1 ，4 ：2 ，4 ：3 ，4 ：4 ，4 ：5 ) 明胶K H 一5 6 0制得的膜的情况。溶液在混合过程中均较为清澈，但成膜后都较脆不耐折。明胶溶水膨胀后是由分子间连接而形成了三维网状结构，这个结构是由链间的交联与空隙间的水形成的，在后期的成膜过程中，水被挤出蛋白质的矩阵结构，体系脱水，结构收缩为橡胶态的膜，干燥后即变为玻璃态的明胶膜，脆性大，不耐折。第2 章明胶K H 一5 6 0 复合膜的制备2 2 3 不同配比明胶K H 一5 6 0 复合膜在不同p H 值下的透光度比较8 07 06 0桨5 0 蛰4 0嘲3 02 01 0O 4 ：O4 ：l4 ：2
9、4 ：34 ：44 ：5配比图2 4p H = l 时样品的透光度5 04 0承 越3 0 米蝌2 01 0O 4 ：O4 ：l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比图2 6p H = 3 时样品的透光度7 06 05 0曩4 0蟊3 02 0l OO 4 ：O4 ：l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比7 06 05 0承 垫4 0蝌3 02 0l O07 06 05 0蘧4 0 翥3 02 01 0O4 ：O4 ：l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比图2 5p H = 2 时样品的透光度4 ：O4 ：l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比图2 7p H = 4 时样品的透光度4 ：O4 ：
10、l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比图2 8p H = 5 时样品的透光度图2 9p H = 6 时样品的透光度图2 4 到图2 9 给出了不同配比的明胶K H 一5 6 0 膜的透光度值。由这些图中我们可以看出，纯明胶膜的透光度可达到7 5 ；不同配比的膜在p H 值1 5之间时，透光度的数值都在4 0 7 5 之间；但是在p H = 6 的条件下制得的膜的透光度明显下降，添加K H 一5 6 0 后膜的透光度在1 8 4 之间。这是由于随着p H 值的升高，成膜液中N a 2 C 0 3 在成膜时部分结晶，从而使膜的透光度降低。加mO毋醚装翟f山东轻T 业学院顾 毕业论文2 2 4 不同
11、配比明胶K H 一5 6 0 复合膜在不同p H 值下的膨胀度比较6 0 X 赵 髻4 0 登2 0O 4 ：O4 ：l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比图2 一1 0p H = 1 时样品的膨胀度1 2 0l O O鬟8 0 辇6 0凿4 02 00翻曩嬲闼豳4 ：O4 ：l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比一一图2 1 2p H = 3 时样品的膨胀度1 4 01 2 01 0 0薏8 0 耋6 0 4 02 00羹璃黧圈豳霸酲囵4 ：O4 ：l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比l O O8 0鬟6 0 趟 耋t o2 001 2 01 0 0鬟8 0 篓6 0 渣 4 02 0OX
12、 越 造 登4 ：O4 ：l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比图2 一1 1p H = 2 时样品的膨胀度4 ：O4 ：l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比图2 1 3p H = 4 时样品的膨胀度圄翻圈囵4 ：O4 ：l4 ：24 ：34 ：44 ：5配比图2 1 4p H = 5 时样品的膨胀度图2 1 5p H = 6 时样品的膨胀度图2 1 0 到2 一1 5 给出了不同配比的膜样品的膨胀度。由图中我们可以看出，配比为4 ：O 时样品在蒸馏水中完全溶解；配比为4 ：1 时样品在p H 值 1 5 时制备的复合膜在常温下2 4 h 内不溶于水。2 3蚰加鼬舒如0篡趟邕龄第4 章壳聚糖
13、改性复合膜第4 章壳聚糖改性复合膜壳聚糖是一种在体内可以降解的无生物毒性及排斥反应的物质，壳聚糖分子间具有大量的一级氨基，氨基上的氢比较活波，且分子中还有较强的氢键作用。是一种具有很好成形性及操作性的材料，同时还具有较强的促进组织细胞生长和创口愈合的生物活性，因此可以作为一种对明胶改性的材料。4 1 试验内容4 1 1 主要试剂( 1 ) 明胶，天津市大茂化学试剂厂，生化试剂；( 2 ) 硅烷偶联剂K H 一5 6 0 ，武大有机硅新材料股份有限公司；( 3 ) 氢氧化钠，分析纯；( 4 ) 盐酸，分析纯；( 5 ) 壳聚糖，山东奥康生物科技有限公司，( 脱乙酰度9 0 ) ；4 1 2 试验
14、主要设备。( 1 ) P H 2 1 1 型酸度计意大利哈纳仪器公司( 2 ) U v 一2 0 0 0 型紫外可见分光光度计尤尼柯( 上海) 仪器有限公司( 3 ) 电子恒温水浴锅北京光明医疗仪器厂( 4 ) X W N 一2 0 微机控制电子万能试验机长春市新科试验仪器设备研究所4 1 3K H 一5 6 0 明胶壳聚糖复合膜的制备及性质( 1 ) 2 、矶壳聚糖水溶液的制备将1 0 9 壳聚糖置于5 0 0 m L 的容量瓶中，用1 0 的乙酸溶液溶解，置于4 5 的水浴中，使其溶解完全。( 2 ) K H 一5 6 0 明胶壳聚糖复合膜的制备及性质将不同比例的明胶水溶液和K H 一5
15、6 0 水溶液混合后，加入适量配比的壳聚糖溶液，调节p H ，倾倒于聚乙烯盘中，使其干燥成膜。观测并记录混合后溶液的颜色以及成膜后膜的颜色及脆性。选取合适的p H 值范围，制备不同配比的K H 一5 6 0 明胶壳聚糖共混膜。( 3 ) 透光度测定用U V 一2 0 0 0 型紫外可见分光光度计在4 2 0 m 下测定不同p H 值下制得的膜的透光度。记录并做( p H 一透光度) 曲线。( 4 ) 膨胀度测定将不同配比的明胶K H 一5 6 0 壳聚糖共混膜( 2 2 c m ) 浸泡在蒸馏水中，在室温条件下放置2 4 h ，取出，用滤纸吸干表面的水分，称重( W o ) 。然后将膜在8 0
16、 的烘箱中烘干，再称重( W 1 ) 。2 4山东轻工业学院顾十毕业论文膨胀度s = ( w l w o ) w o测定记录明胶K H 5 6 0 壳聚糖共混膜的前后重量，计算膨胀度数值。并做( 配比一膨胀度) 曲线。4 2 结果与讨论4 2 1 不同条件下制备的K H 一5 6 0 明胶壳聚糖共混溶液及成膜性质表4 1 不同p H 值的K H 一5 6 0 明胶壳聚糖溶液及其成膜性质序号明胶g 壳聚糖g 偶联剂gp H 混合后溶液透明度成膜透明性外观性质O 2O 20 2O 20 2O 2O 4O 40 4O 4O 40 46乳白色5清澈4清澈3清澈2清澈l清澈浑浊耐折，收缩浑浊耐折，无收缩透明耐折，无收缩透明耐折，无收缩透明耐折，无收缩透明耐折，无收缩表4 2 不同配比的明
