溫敏性纖維素納米晶須的可控聚合與生物相容性評價.pdf

1、細菌纖維素（Bacterial Cellulose，BC）是木醋桿菌生產的天然高分子材料，擁有納米纖維組成的三維網絡結構。通過β-(1,4)-糖苷鍵鏈接而成的纖維素高分子鏈，表面具有大量的羥基基團，容易通過各種化學方法進行功能性修飾，其中包括高分子接枝反應（耦合接枝和引發接枝）、陽離子化反應以及其他共價和非共價的反應。BC兼具優良的生物相容性、高結晶度以及良好的機械性能等獨特的理化性質，在化工和醫用材料等領域具有廣闊的應用前景。

2、　　為了進一步拓展BC在醫用材料方面的應用前景，本文制備了納米尺寸的細菌纖維素（細菌纖維素納米晶須，Bacterial Cellulose Nanowhisker，BCNW），通過溫敏性高分子對其進行功能性修飾，得到新的具有溫敏性的生物材料，并對該生物材料作為栓塞材料的潛在應用前景進行了初步的研究。
　　本文首先對酸水解和冷凍研磨制備BCNW的方法進行比較，結果顯示酸水解的方法能夠更徹底的破壞BC膜的網絡結構得到納米尺寸的BCNW

3、；對BC的親水性、持水性、機械性能以及生物相容性進行測試，結果表明BC具有很好的親水性和持水性（含水量達97％），擁有典型的水凝膠性質，展現出良好的生物相容性。
　　接下來，通過原子轉移自由基聚合（Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP）將最具有標志性的溫敏聚合物聚 N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）引發聚合在納米晶須的表面形成溫敏共聚物BCNW-g-PNIPAM。通過傅立葉轉換紅外光譜

4、和核磁共振氫譜證明了該聚合作用的成功性。經透射電鏡展示了其納米結構伴隨溫度的變化而產生的差異。差示掃描量熱法證明該共聚物具有溫敏性質，并且其低臨界溶解溫度依然低于人體溫度。細胞毒性實驗表明了BCNW對于提高材料的生物相容性的重要性。
　　本文進一步研究，選擇生物相容性較好的溫敏高分子聚2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯（PMEO2MA）進行相關溫敏納米材料的制備。通過ATRP的聚合方法得到具有溫敏性質的BCNW-g

5、-PMEO2MA，并通過傅立葉轉換紅外光譜和核磁共振氫譜證明了該聚合作用的成功性。濁度法測試表明該共聚物的低臨界溶解溫度為28.5℃。然后添加寡聚乙二醇甲基丙烯酸酯（OEGMA）與 PMEO2MA進行共混聚合，接枝到BCNW表面，通過控制兩種單體共混聚合的比例，得到了低臨界溶解溫度為31.5℃的溫敏性共聚物BCNW-g-P(OEGMA-co-MEO2MA)。BCNW-g-PMEO2MA與BCNW-g-P(OEGMA-co-MEO2MA)