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壳聚糖是自然界含量仅次于纤维素的第二大生物高分子,具有生物相容性,生物降解性,低毒性和易改性等众多优点。然而,壳聚糖不溶于水、碱溶液和一般有机溶剂,只溶于稀盐酸,硝酸等无机酸和部分有机酸,因而限制了它的应用范围。对壳聚糖进行两亲性改性后得到的两亲性壳聚糖不仅具有较好的水溶性而且还具备了两亲性聚合物特有的自组装性能。由两亲性壳聚糖制备的胶束或空心微球在药物载体领域有着独特的优势和潜在的应用价值。
本文的主要研究内容和结论如下:
新型两亲性壳聚糖衍生物的制备。以壳聚糖和羧甲基壳聚糖为原料,分别对其进行化学改性,得到多种两亲性壳聚糖衍生物:N-辛基-N,O-磷酸化壳聚糖,N-辛基-O-羧甲基壳聚糖,N-辛基-O-聚乙二醇壳聚糖。其中,N-辛基-N,O-磷酸化壳聚糖为首次合成的含有磷酸酯基团的两亲性壳聚糖衍生物,N-辛基取代度为54.3%,磷酸酯取代度最大达到35.1%;N-辛基-O-羧甲基壳聚糖是以市售的水溶性O-羧甲基壳聚糖为原料,经过Schiff反应即可引入疏水的辛基,缩减了该衍生物的制备流程,并且该壳聚糖衍生物具有良好的水溶性:N-辛基-O-聚乙二醇壳聚糖引入了生物相容性好和无毒的的亲水聚乙二醇基团,水溶性良好。此外,通过氨基保护的方法避免了在2-NH2上引入聚乙二醇基团,使该衍生物保留一定含量的氨基,这对其制备两亲性壳聚糖微球至关重要。通过对N-位不完全取代和N-位保护使产物的结构中保留了超过40%的-NH2,O-聚乙二醇取代度则达到了88.4%。
两亲性壳聚糖的应用初探。乳化-交联法是制备具有药物载体功能的两亲性壳聚糖空心微球的重要方法,形成稳定的乳液是其前提。本文以上述制备的的水溶性N-辛基-O-羧甲基壳聚糖为实例,在该两亲性壳聚糖水溶液中加入环己烷并在一定条件下自组装形成“水包油”乳液,然后用交联剂戊二醛进行交联反应,当N-辛基-O-羧甲基壳聚糖的浓度过小(0.1g/30ml或0.2g/30ml)时,不能形成稳定的乳液,这可能与辛基取代度不高有关;当浓度过大(0.3g/30ml)时,戊二醛易使其凝胶化;当浓度为(0.2g/30ml)时,过量的戊二醛也会使其凝胶化。因此,适当的两亲性壳聚糖浓度,均衡的亲/疏水基团取代度与适量的戊二醛是制备两亲性壳聚糖空心微球的前提。