1。介绍
纤维素是一种天然的可再生的生物聚合物。它扮演了一个关键的位置作为一个丰富的原始有机材料能够满足要求的绿色和biobased产品(
1 ]。Nanocellulose材料,如纤维素纳米晶体(CNC)和纤维素纺锤(CNF)准备从纤维素在组织工程中得到了极大的关注,再生医学生物医学应用,由于其优越的生物相容性和良好的流变和生物活性属性(
2 ]。
加工中心是rod-shaped-like纳米粒子,可以获得不同类型的多样化丰富纤维素生物如稻壳、麦秸、棉花、和木浆(
3 ]。具有2 - 20直径长度100 - 500 nm。一般来说,数控可以通过酸水解提取纤维素生物材料使用酸(如硫酸、甲酸、盐酸、硝酸和磷酸。然而,在所有的酸,甲酸主要是更可取的由于其某些可取的能力比如不腐蚀,可重用,轻易获得的和有低沸点
4 ]。由于最小的细胞毒性和免疫原性特性,加工中心有能力被利用作为一个组织培养基中细胞外基质增强细胞生长和细胞增殖
5 ]。的immense capacity of CNC for surface charge modification allows researchers to improve their hydrophilicity and stability and thereby enhance the bioavailability of CNC [
6 ]。羧基含量高的纳米晶体已经发现适合药应用程序(
7 ]。
在过去的几年中,许多研究人员试图开发数控的提取制备方法。许多研究人员已经开发出biopolymer-based伤口敷料材料如水凝胶和支架,生物医学应用,和治疗研究。一些研究已经广泛的公司/制造/ CNC注入生物高分子如海藻酸、壳聚糖、明胶、聚乙烯醇和羟磷灰石(
2 ,
5 ,
8 - - - - - -
11 ]。Jeddi和Mahkam nanocarboxymethyl合成纤维素从数控将双层alginate-chitosan水凝胶珠和成功使用的载体控制交付地塞米松(
12 ]。在另一项研究中,Ntoutoume等人证明了姜黄素和环糊精复合物数控有抗增殖影响结肠直肠癌和前列腺癌症细胞系(
13 ]。进一步,根据伯奇et al .,数控在聚合物复杂的存在提高了生理和伤口敷料材料的流变特性
14 ]。由于数控的出色的机械性能,创新研究可以发展发展的人工血管等器官,髓核,软组织的应用数控(
15 ]。用这个理由,本研究调查的目的是合成甲酸的数控从纤维素水解和合成数控钢筋进入生物高分子壳聚糖,藻酸盐和明胶水凝胶的制备。物理化学、结构流变和细胞毒性特性进行评估,发挥重要作用在生物医学和组织工程的应用。
2。材料和方法
低分子量壳聚糖的脱乙酰作用程度在75 - 85%,50 - 190 kDa)、海藻酸钠、铁(III)氯(FeCl3 )、甲酸、节奏(2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl), EDC (1-ethyl-3 - (3-dimethylaminopropyl)碳化二亚胺)和溴化钠(NaBr)购买的σ,圣路易斯,美国。所有其他化学药品和试剂用于本研究的分析级(AR)或保证等级(GR)。
2.1。制备纤维素纳米晶体
数控是由甲酸水解按照下列方法所描述的Du et al。
4 ]。短暂3通用的纤维素在100毫升0.015 FeCl补充道3 包含在球形瓶90毫升甲酸。瓶是保持在95°C下4 h使用电磁搅拌器搅拌(Heidolph仪器,GmbH Co .,德国)。瓶是冷却到室温紧随其后在8000转离心10分钟使用离心机(Sorvall传说XTR,热费希尔科学、新罕布什尔州、美国)。获得白色残留物与蒸馏水反复冲洗,直到pH值6。分离后的上清液,白色的残留纳米晶体在冷冻乾−40°C 72 h使用冷冻干燥机(云雀,泰米尔纳德邦,印度)和储存在4°C到进一步分析。
获得的白色残留物纳米晶体受到阳离子改性用节奏和次氯酸钠(NaOCl)按照下列方法描述Akhlaghi et al . [6]。1.5通用的纳米晶体加入100毫升的去离子水和用了15分钟。20毫克的节奏和400毫克的NaBr被添加到数控悬架。数控悬液的pH值调整使用1到10 M氢氧化钠。氧化反应是由加10毫升的13% NaOCl数控悬在温和搅拌连续3 h,同时保持恒定的pH值10。整除的10毫升的甲醇加入淬火的反应,和pH值调整使用盐酸1米7。最后,氧化纳米晶体与去离子水透析使用14 kDa透析膜(σ,圣路易斯,美国)。结果冻干纤维素纳米晶体被指定为“数控”。
2.2。水凝胶的制备与数控钢筋
生物材料的水凝胶与数控钢筋准备根据下面的方法描述了王et al。
16 ),用细微的修改。数控1%(20毫升)分散在40毫升2%海藻酸和2%壳聚糖分别同质的解决方案
通过 声波降解法15分钟和指定为“CNC-ALG”和“CNC-CHI”,分别。此外,2%的明胶是40毫升的溶解在去离子水20毫克的EDC (1-ethyl-3 - (3-dimethylaminopropyl)碳化二亚胺)和在室温下搅拌连续24小时。鱼明胶使用在目前的研究中,这是准备根据下面的方法描述了达拉et al。
17 ]。这与EDC明胶溶液添加到CNC-ALG CNC-CHI解决方案之后,添加ZnSO 0.5毫升的50毫米4 。暂停是在室温下搅拌连续6 h离子交联。最后,获得的水凝胶与1 x磷酸盐缓冲盐水冲洗(PBS)和指定为“CNC-ALG-GEL”和“CNC-CHI-GEL”,分别。水凝胶被储存在4°C到进一步分析。水凝胶的制备的过程如图
1 。
图1
水凝胶的制备过程与数控钢筋。
![]()
2.3。粒度分布和电动电势分析
粒度分布(PSD)和数控电动电势测定水凝胶的动态光散射(DLS)分析使用Zetasizer纳米系列(莫尔文,伍斯特,英国)。PSD分析、数控和水凝胶样品被加载到一个石英试管腔长1厘米和受到DLS检测90°角测量
25
±
0
。
1
°
C
。的
Z
身高是水动力直径和多分散性指数(PDI)水凝胶的基于散射强度的测定和记录。分析电动电势,数控和水凝胶样品过滤使用0.45
μ m注射器过滤膜去除大颗粒和测量15°角25°C。
2.4。傅立叶变换红外光谱和扫描电镜形态
数控的傅立叶变换红外光谱和水凝胶进行了分析使用傅立叶变换红外光谱仪(力量Optik GmBH,德国),在该地区的4000厘米1 -500厘米1 波数在4厘米1 决议。表面形态是研究利用扫描电子显微镜(SEM地产、日本)和样本观察到加速15千伏电压。
2.5。x射线衍射(XRD)模式
X射线粉末衍射模式数控和水凝胶的记录使用X 'Pert Pro X射线衍射仪分析。Cu-K x射线源
α 辐射(80 kV, mA)。采集标本的XRD模式2
θ 10°-80°范围在一个固定的时间模式在室温下的扫描速度4°min1 。
2.6。热特性
分析前,数控和水凝胶样品在25°C和53%相对湿度条件。壳体(微分热重量分析法)和DTA差热分析)的水凝胶进行了分析使用热重分析仪(精工Exstar 6300、意大利)。样本加热从600°C,在20°C /分钟升温速率,使用氮气流(250毫升/分钟)。的
T
o
(开始温度),
T
米
(熔点),
∆
H
(焓)水凝胶从壳体/ DTA曲线获得的样本。
2.7。流变学研究
流变流属性(剪切应力和粘度与剪切速率)数控和水凝胶的测量使用布鲁克菲尔德DV-III超™编程流变仪(美国Middleboro布鲁克菲尔德工程实验室Inc .)。锥板主轴(CP-41模型)和测量几何使用5厘米的0.05毫米的差距和剪切速率从10到100年代1 。流曲线绘制得到的剪切应力和粘度与剪切速率值使用稳态流程序。Herschel-Bulkley模型被选为最佳模型基于标准剪切stress-shear率和剪切stress-viscosity误差数据。
Herschel-Bulkley模型方程如下:
(1)
Ʈ
=
Ʈ
o
+
k
D
ƞ
,
在哪里
Ʈ
是剪切应力(Pa),
Ʈ
o
是屈服应力(Pa),
D
是剪切速率(s1 ),
k
一致性系数,
ƞ
流动行为指数(无量纲)。一致性系数(
k
)和流动行为指数(
ƞ
)的数控和水凝胶是由稳态流程序软件。
2.8。体外<斜体> < /斜体>退化
在体外 数控退化和水凝胶使用酶消化法进行了研究。一个已知重量的水凝胶样品被放置在一个整除(10毫升)的PBS 10 U /毫升的胰蛋白酶在37°C的持续时间7天。定期水凝胶样品的重量了。
2.9。细胞毒性
细胞毒性/ CNC和水凝胶的生物相容性研究MTT (3 - (4 5-dimethylthiazol-2-yl) 2、溴化5-diphenyltetrazolium)根据方法测定达拉et al。(
18 ]。细胞的生存能力是计算和表达百分比(%)。
(2)
细胞
viablity
%
=
OD
的
样本
OD
的
控制
×
One hundred.
。
2.10。统计分析
单向方差分析是用来分析数据。独立的实验进行了一式三份。一式三份的手段之间的显著差异是由邓肯的多重比较检验使用IBM SPSS统计软件20(美国伊利诺斯州SPSS Inc .)。
3所示。结果与讨论
3.1。粒度分布和电动电势分析
粒度分布是最重要的一个特征性质决定其功能,而电动电势定义之间的电位差分散介质和流体的层附着在分散的纳米晶体在带电粒子的胶体体系
10 ]。的
Z
身高是水力直径,多分散性指数(PDI)和电动电势水凝胶的数据显示在表中
1 。的
Z
身高是水动力直径和电动电势的合成数控是192海里和-48.40 mV,分别。数控的粒度取决于几个因素,如类型的酸用于水解,反应温度,反应时间(
1 ]。在目前的研究中,使用甲酸水解,反应时间和温度4 h和95°C,分别。较小的颗粒大小和更高的合成数控电动电势是最有可能由于改进的可分散性和转换生物高聚物纤维素上的羟基羧基组TEMPO-mediated氧化过程中表面(
19 ]。的
Z
身高是水动力直径和电动电势的水凝胶CNC-ALG-GEL和CNC-CHI-GEL发现415 nm和572 nm)和-61.6 mV和+ 16.9 mV,分别。可以指出的是,粒子大小和电动电势的变化CNC-ALG-GEL和CNC-CHI-GEL代表胶体之间的静电相互作用结合数控、壳聚糖和海藻酸生物聚合物。CNC-ALG-GEL的负面泽塔潜在价值(-61.6 mV)表明羧基的存在,和积极价值CNC-CHI-GEL赋予壳聚糖链的阳离子特性(
18 ,
20. ]。此外,最低的电动电势(+ 16.9 mV) CNC-CHI-GEL可能由于中和的生物聚合物壳聚糖氨基组织分离的结果从数控和聚合纳米晶体的表面(
21 ]。然而,生物聚合物用于表面改性的性质定义了表面电荷。在目前的研究中,积极的电动电势CNC-CHI-GEL CHI-GEL代表了阳离子壳聚糖的特点,而CNC-ALG-GEL的负面电动电势和ALG-GEL可能起源于海藻酸的羧基组。小粒径CNC-ALG-GEL可能是因为更多的亲和力和吸附纤维素纳米晶体的表面的生物高聚物。此外,肿胀的纤维素纳米晶体倾向于创建高分子链之间的排斥导致增加粒子大小(
15 ]。它可以注意到数控和水凝胶合成单分散的明显的低PDI (< 0.5)。此外,数控的详细的形态学研究,水凝胶被扫描电镜证实。从这些数据,就可以推断生物聚合物水凝胶由于数控钢筋非常稳定。
表1
粒度分布和水凝胶的电动电势。
样品
颗粒大小(d·海里)
PDI
电动电势(mV)
数控
192年
±
6.82
0.275
±
0.0013
−
48.4
±
0.62
ALG-GEL
251年
±
7.80
0.376
±
0.0110
−
24.4
±
2.06
CHI-GEL
308年
±
9.87
0.405
±
0.0236
61.5
±
5.87
CNC-ALG-GEL
415年
±
14.30
0.464
±
0.0215
−
61.6
±
7.89
CNC-CHI-GEL
572年
±
13.74
0.488
±
0.0255
16.9
±
1.96
3.2。傅立叶变换红外光谱
傅立叶变换红外光谱分析研究水凝胶的官能团的变化会发生由于交联数控。数控被发现的傅立叶变换红外光谱吸收带在波数在3334厘米1 ,2898厘米1 ,1654厘米1 ,1427厘米1 ,1315厘米1 ,1150厘米1 ,1030厘米1 ,897厘米1 ,这可以归因于地,碳氢键,首席运营官- - - - - - 地弯曲,切断拉伸,CO-O-CO拉伸,分别和碳氢键弯曲(图
2 )。数控的光谱数据是按照数控从米糠中提取的光谱数据
3 ]。的吸收带数控在波数1710厘米1 可以归因于拉伸的羰基化合物(C = O)产生的节奏反应(
22 ]。CNC-CHI-GEL和CHI-GEL的特征吸收峰
波
数量
≈
1170年
c
米
−
1
可以分配给自由胺组(nh吗2 壳聚糖的分子,而另一方面,CNC-ALG-GEL和ALG-GEL的吸收峰
波
数量
≈
1450年
c
米
−
1
可能与海藻酸的羧基组(羧基)
5 ]。符合这些报告,我们的发现与相关电动电势分析的结果报道。吸收带的水凝胶的模式是依照鱼明胶的傅立叶变换红外光谱(
17 ]。它可以指出,广泛吸收带的外观
波
数量
≈
1625年
c
米
−
1
所有水凝胶样品的指标之间的成功形成一个复杂的生物聚合物的羧基组数控和氨基酸组。此外,它是说,峰的强度在地区~ 1625厘米1 所有水凝胶样品代表了成功的交联明胶链的生物聚合物水凝胶通过重叠的酰胺基凝胶分子(
3 ]。在另一项研究由王et al .,提到,该地区广泛的吸收峰(3200厘米1 -2900厘米1 )水凝胶的光谱说明强烈地债券biopolymer-gelatin骨干和数控分子间的相互作用(
16 ]。数控的吸收波段区域~ 1425厘米1 和~ 1225厘米1 被转移到不同的频率在水凝胶样品后强化,这强调了形成复杂的国际米兰,intrahydrogen数控和聚合物基质之间的成键
23 ]。红外光谱研究的结果清楚地表明,数控钢筋并未改变生物高聚物分子的网络结构。
图2
傅立叶变换红外光谱的数控和水凝胶。
![]()
3.3。扫描电镜形貌
数控的形态和微观结构,水凝胶被描绘在图
3 。数控的形态被发现与断裂表面粗糙度。众所周知,纳米晶体的形态取决于用于水解反应的严重程度(
4 ]。在目前的研究中,甲酸水解方法用于数控的准备。ALG-GEL的SEM显微图,CNC-ALG-GEL、CHI-GEL和CNC-CHI-GEL似乎是光滑,还显示多孔结构相比,数控的显微照片,表明混合混溶,同质性高,
原位 解散生物聚合物形成混合的混合物(
22 ]。平滑度和孔隙度的影响是高CNC-ALG-GEL CNC-CHI-GEL水凝胶相比ALG-GEL CHI-GEL。它注意到某些因素如氢键和复杂性的数控生物聚合物定义网络结构形成的水凝胶膜
24 ]。CNC-ALG-GEL毛孔的均匀分布和CNC-CHI-GEL水凝胶反映了嵌入式数控的附着力强,使得数控和生物聚合物矩阵。从技术上讲,水凝胶膜的粗糙度和平滑度取决于数控添加到水凝胶的浓度(
9 ]。在目前的研究中,水凝胶膜的相互影响网络由于数控钢筋的准确的对退化优越的力学性能和良好的稳定性,相关与早前报告(
16 ]。此外,水凝胶与这些特征也支持其他特性,比如容易注入能力和成本效益更适合组织工程和再生医学应用(
1 ]。
图3
扫描电镜的数控和水凝胶。
![]()
3.4。x射线衍射(XRD)模式
如图
4 数控显示三个纤维素的特征峰
2
θ
=
14.2
°
,16.4°,和22.5°,突出特征顶点
2
θ
=
22.5
°
将(200)平面反射晶格的纤维素和半纤维素(
25 ]。的峰值
2
θ
=
20.
°
CHI-GEL表明壳聚糖的semiamorphous性质,而峰值
2
θ
=
19.9
°
无定形和结晶性质的ALG-GEL表明海藻酸(
5 ,
18 ]。数控的特征峰
2
θ
=
22
°
出现在CNC-ALG-GEL和CNC-CHI-GEL表示数控在水凝胶膜的存在矩阵。然而,这个特征峰略有变化,结晶度的差距是由于分子间的相互作用。这是发现峰的强度
2
θ
=
22
°
CNC-ALG-GEL的较小CNC-CHI-GEL的相比,这可能是由于不同数控接触渗流现象的海藻酸(
8 ]。峰的强度
2
θ
=
22
°
CNC-ALG-GEL被发现增加CNC-CHI-GEL相比,由于穿晶纳米晶体的影响。此外,它也可以表示,数控和生物聚合物之间的相互作用矩阵的结晶度的增加的可能原因
9 ]。然而,XRD数据在目前的研究显示,不改变钢筋的数控的结构均匀性hydrogel-based生物聚合物矩阵通过改善分子排序和机械性能以及非晶态聚合物矩阵的性质。
图4
XRD数控和水凝胶。
![]()
3.5。热特性
壳体/ DTA曲线的水凝胶样品在20°C /分钟升温速率下惰性气氛中描述的数据
5(一个) 和
5 (b) 。热特性数据说明,所有的水凝胶样品显示三个主要降解步骤。聚合物的热降解包括脱水后分解断裂内部和相互关联造成结构的聚合物(
26 ]。数控的降解的第一步是显示50°C和300°C之间,这可能是由于水的损失绑定到聚合物。第二个退化的一步是在300 - 360°C,和最大的降解温度此时被发现343°C。最后第三退化一步发现大约在450°C。第一个水凝胶的降解步骤ALG-GEL、CHI-GEL CNC-ALG-GEL,和CNC-CHI-GEL被发现是82°C, 67°C, 75°C,分别和68°C。水凝胶的最大降解温度在第二步观察256°C, 274°C,分别为319°C和336°C。最大降解水凝胶的温度几乎没有变化,结合数控的生物聚合物矩阵。它表明,数控保留水凝胶的热稳定性由于强大的数控和生物聚合物之间的相互作用
27 ]。CHI-GEL显著减肥和CNC-CHI-GEL水凝胶在200 - 400°C的温度范围可以归因于通过壳聚糖脱乙酰作用和糖苷联系的乳沟
通过 脱水和脱氨基作用,而对于ALG-GEL CNC-ALG-GEL,这可能是由于断链和开环反应的海藻酸(
9 ]。最大重量损失被观察到在第二个降解步骤可归因于退化和位错的支柱连杆以及生物聚合物的官能团
26 ]。最后第三水凝胶的降解步骤ALG-GEL和CHI-GEL被发现是在472°C和619°C,分别而CNC-ALG-GEL CNC-CHI-GEL水凝胶,他们在441°C和512°C,分别。它可以观察到的数控钢筋水凝胶降解温度降低。这可能是由于数控衍生品的分解表明高分子生物材料的碳化
28 ]。这种差异在水凝胶之间的降解温度和减肥可能会由于不同的数控和分子之间的氢键的形成的生物聚合物,和cross-linkers
29日 ]。
图5
(a) DTA曲线的水凝胶(一)数控,(B) ALG-GEL, (C) CHI-GEL, (D) CNC-ALG-GEL, (E) CNC-CHI-GEL 20°C /分钟升温速率。(b)壳体曲线的水凝胶(一)数控,(b) ALG-GEL, (C) CHI-GEL, (D) CNC-ALG-GEL, (E) CNC-CHI-GEL 20°C /分钟升温速率。
(一)
![]()
(b)
![]()
数据
5(一个) 和
5 (b) 和表
2 说明了
T
o
(开始温度),
T
米
(熔点),
∆
H
(焓)水凝胶。
T
o
,
T
米
,
∆
H
(焓)的聚合物混合通常代表动力障碍发生在结晶和融化。数控显示
T
米
值为370°C相对应的分解糖基单位和碳质残留物的形成(
30. ]。CNC-CHI-GEL水凝胶与数控钢筋被发现有一个高
T
米
价值比CHI-GEL,而CNC-ALG-GEL比ALG-GEL略小。在之前研究Rescignano et al .,指出
T
米
壳聚糖和海藻酸生物材料与数控是289°C和317°C,分别为(
20. ]。在目前的研究中,
T
米
壳聚糖和海藻酸水凝胶的价值观与数控钢筋被观察到359°C和417°C,分别。的差距
T
米
值可能是由于壳聚糖分子间氢相互作用的形成,海藻酸,数控温度升高。随着
T
米
值超出温度升高,生物聚合物被捐赠氢键的倾向,结果生产更多的-哦组,这些组促进更多的互动和影响biopolymeric材料的熔化温度(
8 ]。此外,生物聚合物化学改性CNC的影响
T
米
,由于强烈的化学修改数控和聚合物之间的相互作用矩阵这可能源于
T
米
差异(
6 ]。值得注意的是,化学修改数控没有任何影响
T
o
生物聚合物(
1 ]。水凝胶膜的其他合成放热峰可能是由于海藻酸的分解以及分子间的结构分解明胶(
31日 ]。从目前数据证明,生物材料与纤维素水凝胶增强纳米晶体显示更好的热稳定性和混合性,揭示了热重力分析。
表2
数控和水凝胶的热特征。
样品
T
o
(°C)
T
米
(°C)
Δ
H
(mJ /毫克)
数控
313.2
±
14.86
370.4
±
16.82
−
618年
±
23
ALG-GEL
230.4
±
11.24
486.7
±
17.80
−
5675年
±
209年
CHI-GEL
237.7
±
12.45
340.9
±
29.87
−
889年
±
236年
CNC-ALG-GEL
237.8
±
13.56
471.1
±
14.30
−
4992年
±
215年
CNC-CHI-GEL
246.9
±
10.41
359.9
±
13.74
−
707年
±
55
3.6。流变学研究
不同种类的physicodynamic或电脑流变模型如Herschel-Bulkley,牛顿,宾汉,卡森,幂律是通常用于混合的流量剖面和水凝胶来描述剪切应力和剪切行为。Herschel-Bulkley流变模型主要是首选由于其准确性。在目前的研究中,流变Herschel-Bulkley模型被用来分析实验结果数据(剪切应力和viscosity-shear率)水凝胶的解决方案(表
3 )。的yield stress (
Ʈ
o
),流动行为指数(
ƞ
),稠度系数(
k
)也计算使用软件提供的流变仪。屈服应力(
Ʈ
o
)代表了潜在的生物聚合物胶体粒子的相互作用,也起着重要的作用在展示macrolattice生物聚合物的结构
32 ]。水凝胶的流变Herschel-Bulkley模型表现出屈服应力值进行了研究(表样本
3 )。的
Ʈ
o
和一致性系数(
k
ALG-GEL)值和CHI-GEL相比有更高的值作为CNC-ALG-GEL CNC-CHI-GEL水凝胶,分别。已经说的方法分析和实验条件屈服应力的影响
33 ]。一些研究把意见屈服应力可与液体和固体之间的过渡状态和/或两个相同的液体具有不同的粘度
34 ]。
表3
Herschel-Bulkley参数对水凝胶。
水凝胶
Ʈ
o
k
ƞ
”
R
2
数控
0.03
0.74
1.38
0.99
ALG-GEL
0.14
1.40
1.04
0.99
CNC-ALG-GEL
0.04
0.96
1.26
0.99
CHI-GEL
0.08
20.5
0.80
0.99
CNC-CHI-GEL
0.06
11.7
1.06
0.99
Ʈ
o
:屈服应力;
k
:稠度系数;
ƞ :流动行为指数;
R 2 :回归系数。
ALG-GEL表现出剪切增稠和牛顿行为,而CHI-GEL表现出剪切稀化和假塑性行为,代表一个不可逆的结构分解(图
6 )。ALG-GEL在低剪切率的牛顿行为被剪切粘度则独立特征。CHI-GEL表示破坏分子间的剪切稀化行为与改革的速度较慢,连接,往往下降粘度较低剪切速率(
35 ]。随着剪切速率的增加,粘度CNC-ALG-GEL和CNC-CHI-GEL水凝胶会减少。这可能是由于分布式和弱水凝胶网络的本质,这导致释放抗拒的滞留液体流动的行为,从而导致较低的粘度(
36 ]。这种非线性关系代表了高粘度的水凝胶交联的影响强烈信号(
22 ]。剪切稀化液体的粘度与剪切速率成反比关系,而剪切增稠液体粘度与剪切速率之间的关系(直接成比例
37 ]。假塑性自然是重要的局部配方,在静态条件下粘性行为;然而,这种粘性行为往往在高剪切率降低导致更好的铺展性和提高特定物质的药物渗透在局部应用(
11 ]。数控钢筋的水凝胶,CNC-ALG-GEL的粘度与剪切速率曲线和CNC-CHI-GEL水凝胶已转换为高原形状,由于数控领域的分解剪力(
38 ]。关于流动行为指数,
ƞ
=
1
为牛顿流体
ƞ
<
1
剪切稀化流体或rheofluid,而
ƞ
>
1
剪切增稠或rheothickening流体。在目前的研究中,
ƞ
值CNC-ALG-GEL CNC-CHI-GEL水凝胶表明牛顿和剪切增稠特性。这一过渡现象代表了网络结构由数控在海藻酸,壳聚糖和明胶是由强大的氢相互作用,最终保持粘度(
39 ,
40 ]。然而,增加的
ƞ
CNC-ALG-GEL和CNC-CHI-GEL水凝胶的价值观也是一个指示的剪切增稠特性(
2 ]。生物材料与数控水凝胶增强显示结果从流变特性的依赖行为。
图6
流属性(剪切应力与剪切率和粘度与剪切速率)水凝胶。(一)数控,(b) ALG-GEL, (c) CHI-GEL, (d) CNC-ALG-GEL, CNC-CHI-GEL (e)。
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3.7。体外<斜体> < /斜体>退化
ALG-GEL和CHI-GEL水凝胶有50%的体重从第一天到第七天(图
7 )。这说明大多数明胶含量相应的水凝胶样本容易酶促降解。在水凝胶样品(CNC-ALG-GEL CNC-CHI-GEL), 15%的体重明显观察到从第一天到第七天。在王的研究等。
16 ),水凝胶是准备使用海藻酸凝胶生物聚合物;此外,水凝胶没有数控有50%的体重,和水凝胶与数控显著提高抗生物降解。这种改进的抗酶促降解可能是由于同质色散和疏水性
16 ]。人们相信数控可能帮助创造生物材料海藻酸之间的相互影响矩阵,由于交联壳聚糖和明胶,可以将分配均匀通过氢键和疏水相互作用。温家宝et al。(
41 )发展相互影响网络(IPN)水凝胶25%的减肥2 h内观察到的酶促降解。他们说,生物材料与明胶混合往往有优越的力学特性,使得相互影响矩阵,这提供了对降解稳定性好(
41 ]。此外,结晶度影响降解率和亲水性是重要的因素。此外,表面亲水性会引起降解介质和水的入侵到数控的无定形区域(
42 ]。在这种观点的退化,生物材料水凝胶与数控钢筋主要是推荐给骨骼和组织工程的应用。
图7
在体外 退化的加工中心和水凝胶。
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3.8。细胞毒性
的
在体外 细胞毒性数控和水凝胶膜的使用调查
L929 MTT测定细胞系,吸光度是阅读在570 nm评估细胞生存能力
43 ]。在这种方法中,的可行性
L929 24小时后观察成纤维细胞细胞系孵化。根据GB / T 16886.5 - -2003 (ISO 10993 - 5:1999),生物材料水凝胶膜的细胞生存能力超过75%可以被视为noncytotoxic和生物医学应用程序的建议。ALG-GEL和CHI-GEL水凝胶的细胞的异常明显高于数控(
p
<
0.05
)。CNC-ALG-GEL和CNC-CHI-GEL水凝胶膜细胞的异常,与数控钢筋96%和97%分别明显高于数控,ALG-GEL和CHI-GEL水凝胶(
p
<
0.05
)(数据
8(一个) 和
8 (b) )。
图8
(一)细胞生存能力分析(不同字母表示显著性差异;
p
<
0.05
)。(b)数控和水凝胶膜的荧光显微镜图像×10放大。
(一)
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(b)
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bionanocomposite海藻酸和甲壳胺膜与数控钢筋增强的可行性
NIH-3T3 成纤维细胞(
16 ,
24 ]。在另一项研究通过Shaheen et al ., chitosan-alginate-hydroxyapatite支架制造与数控被发现有100%的细胞生存能力和有前途的细胞生长和细胞粘附[
5 ]。我们实验室的一项研究,承诺聚乙烯醇/淀粉聚合物的生物相容性特征证明(
44 ]。注意到力学性能和两性离子聚合物网络为细胞生长和增殖提供合适的环境
23 ]。可行的细胞的相互作用与水凝胶膜的基础矩阵与数控钢筋
通过 physicobiochemical和分子相互作用和表面拓扑参数有重要作用的cytocompatibility生物材料膜如细胞粘附、分化、增殖和迁移
5 ]。此外,水凝胶膜的孔隙大小主要是由电动电势使交通控制必要的生物活性分子和细胞迁移矩阵内的水凝胶膜。在目前的研究中,CNC-ALG-GEL电动电势值,CNC-CHI-GEL非常不同于ALG-GEL和CHI-GEL可能是因为数控的强化。表面电荷修改节奏也是最有可能的一个可能原因电动电势值的变化。从先前的研究指出,数控成形模拟和明胶促进细胞生长的原生骨组织(
45 ]。