摘 要

透明质酸（HA）因其良好的生物性能，被广泛的应用于生物医药领域。本文基于贻贝仿生原理，先用1-乙基-3-（3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺（EDC/NHS）活化HA长链的羧基，与多巴胺（DA）的伯胺发生酰胺反应，制得含有邻苯二酚结构的HA-DA，再接入含有碳碳双键的甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA），得到HA-DA-GMA水凝胶，在酶氧化交联时，引入PDA大分子，可明显增加水凝胶交联度和粘性，再经过I2959光引发剂及紫外光照后形成水凝胶的第二层交联网络，最终得到具有较好粘性和一定强度的双网络水凝胶。并通过力学性能及细胞毒性等一系列性能测试，证明此种水凝胶粘附剂无细胞毒性或低细胞毒性，具有良好的生物相容性，可用于组织修复领域。

关键词：透明质酸 水凝胶 贻贝仿生 多巴胺 粘附剂

Preparation of Hydrogel Adhesive based on mussel bionics

Abstract

Hyaluronic acid (HA) is widely used in biomedical field because of its good biological performance. This paper is based on the principle of mussel bionics, First, the carboxyl group of HA long chain was activated by 1-ethyl -3- (3-dimethylamine) - diamine carbide and N- hydroxy succinimide (EDC/NHS),it reacts with dopamine's(DA) primary amine, producing HA-DA containing o-phenol structure, then connected to Glycidyl Methacrylate(GMA ) which has carbon double bond, HA-DA-GMA hydrogels were obtained. The introduction of PDA macromolecules can significantly increase the crosslinking degree and viscosity of hydrogels when the enzyme catalyzes oxidation crosslinking, after the addition of initiator(I2959) and ultraviolet light, the second layer cross-linking network of hydrogels is formed, Finally, a double-network hydrogel with good viscosity and strength was obtained. And through a series of performance tests including mechanical properties and cytotoxicity, proving that this hydrogel adhesive has no cytotoxicity or low cytotoxicity with good biocompatibility, could be used in the area of organizational repair.

Key words: Hyaluronic acid; Hydrogel; Mussel bionic; Dopamine; Adhesive

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1 贻贝仿生 1

1.1.1 贻贝仿生 1

1.1.2 邻苯二酚结构 2

1.2 组织工程 2

1.2.1组织工程及发展历程 2

1.2.2 组织工程研究方向 3

1.2.3 皮肤组织工程 4

1.2.4 医用粘合剂 4

1.3 水凝胶 5

1.3.1 水凝胶及分类 5

1.3.2透明质酸水凝胶 5

1.3.3 透明质酸改性 6

1.3.4 光交联水凝胶 7

1.3.5 组织工程水凝胶 8

1.4 本文思路 8

1.4.1 研究背景及意义 8

1.4.2 研究思路 9

第二章 实验部分 11

2.1 实验药品及仪器 11

2.1.1 实验药品 11

2.1.2 实验仪器 12

2.2 实验方法 12

2.2.1 HA水凝胶的制备 12

2.2.2 ¹H NMR谱分析 14

2.2.3 HA水凝胶光引发预成胶测试 14

2.2.4 HA水凝胶过氧化酶氧化成胶测试 14

2.2.5 PDA改性 15

2.2.6 溶胀测试 17

2.2.7力学性能测试 17

2.2.8 成胶时间. 17

2.2.9 细胞毒性 18

第三章 实验结果及讨论 19

3.1 ¹H NMR谱分析 19

3.2 HA水凝胶光交联预成胶结果 19

3.3 HA酶氧化成胶结果 20

3.4 PDA预成胶结果 21

3.5 HA-DA-GMA水凝胶溶胀性能测试 22

3.6 力学性能测试结果 25

3.7 成胶时间测试结果 26

3.8 细胞毒性测试结果 29

第四章 结论与展望 31

4.1 结论 31

4.2 展望 31

参考文献 32

致谢 35

第一章 前言

1.1 贻贝仿生

1.1.1 贻贝仿生

贻贝是一种海洋软体动物，无论是风浪冲刷还是其他外力因素，它都能够牢固地吸附在船体、岩石等固体表面，贻贝的这种强吸附力的现象引起研究者的广泛关注^[1]。仿生学研究表明，贻贝之所以能够牢牢地黏附在固体表面，这完全取决于其足部的足腺组织，足腺组织所分泌的特殊足丝腺液能在常温下迅速固化而形成足丝，这种足丝具有较强的黏附性能和较好的防水性能，这就是贻贝能够紧紧吸附在其他介面的原因。这种由贻贝分泌出的蛋白质含量极高的粘液被科学家称作贻贝黏附蛋白（Mussel foot proteins，Mfp）^[2]，研究表明，其中一种命名为Mfp-5的蛋白质大分子含有大约近30mol%的二羟基苯丙赖酸（多巴，DOPA）和15mol%的赖氨酸（Lysine）残基，经反复试验及检测，Mfp所含的DOPA和Lys被认为是足丝强吸附性的关键^[3-4]。

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