N-羧甲基壳聚糖的制备及其生物相容性评价
目的：壳聚糖(CTS)是甲壳素经脱乙酰化后得到的聚(1，4)－2－氨基－2－脱氧－β－D－葡萄糖，来源丰富，是自然界唯一具有明显碱性、带有正电荷的天然多糖，在医学及其他领域具有广泛的应用价值。但是，壳聚糖仅溶于酸性溶液的性质，很大程度上限制了它的开发利用。羧甲基壳聚糖(CMC)是迄今所报道的600多种甲壳素衍生物中，研究最多的一种水溶性壳聚糖衍生物。研究证明，CMC具有良好的生物相容性、生物降解性、降解可控性和抑菌性，它以其特有的理化性质已成为医药界及生物医学领域研究的一个热点。壳聚糖分子中C6羟基、C3羟基和C2氨基均可发生羧甲基化取代，因此，控制反应条件可制备O－羧甲基壳聚糖(O－CMC)、N－羧甲基壳聚糖(N－CMC)和N，O－羧甲基壳聚糖(O，N－CMC)三种产物。目前的研究和应用大多集中在O，N－CMC，对N位羧甲基化制得N－CMC的研究不多。O，N－CMC在制备过程中要经过较长时间的浓碱高温等反应条件，故制备的产物相对分子量和黏度会显著降低，作为医用高分子材料，在体内降解吸收太快，难以满足生物高分子材料的要求。而N－CMC的制备条件相对温和，可以得到较大分子量的产物。本研究制备了不同取代度的N－CMC，并对其理化性质和生物学性质进行了初步研究，对于拓宽壳聚糖的应用具有重要意义。
方法：实验分两个部分：
1、以乙醛酸和CTS为原料，在弱酸性条件下反应制备和纯化出N－CMC，，对不同羧化度的产物进行理化性质研究，红外扫描表征其取代位置、X－RAY衍射测定其结晶性、酸碱滴定法测定其羧化度(D.C.)，并对水分、灰分、粘度、分子量、等电点以及吸湿保湿性能等进行了研究。
2、对两种羧化度的N－CMC进行了生物相容性研究，以小鼠成纤维细胞L929进行细胞毒性试验，用新西兰兔血液进行了材料的溶血试验和凝血试验，将除热原的N－CMC制备成胶体剂型和膜剂型两种形态进行大鼠体内植入试验，评价其组织相容性和生物降解性。
结果：
l、制备的5种N－CMC的D.C.在25％～78％之间。FITR谱图中在1590cm－1处存在羧甲基钠的特征吸收峰，羧甲基化发生在CTS的2位N上。X－RAY衍射曲线在2θ为20°和10°的衍射峰大大减弱，表明羧甲基化后降低了产物的结晶度。
2、以小鼠成纤维细胞株L929评价材料的细胞毒性，在设置的62.5μg/mL至5000μg/mL浓度内，高羧化度的N－CMC均具有良好的细胞相容性，但是低羧化度的N－CMC在浓度>500μg/mL时表现出抑制细胞生长的作用。溶血性测试表明5种羧化度样品的溶血率均小于5％，符合医用生物材料的要求；凝血试验表明N－CMC对凝血时间没有影响；动物组织相容性实验表明，相同质量N－CMC的胶体溶液比膜剂型更易被组织降解吸收；在肌肉组织中其降解吸收快于皮下组织。表明N－CMC是一种优良的生物医用材料。
结论：本方法制备的N－CMC可避免CTS在羧甲基化过程中分子链大量断裂的现象，得到分子量相对稳定的产物。经测定，N－CMC具有良好的细胞相容性，血液相容性和组织相容性。该研究结果为N－CMC在生物医用材料的研究和应用方面提供了理论基础。
N-羧甲基壳聚糖;结构表征;羧化度;生物相容性
中国海洋大学
硕士
海洋生物学
刘万顺
2009
中文
R318.08
61
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）