水凝胶是一类富含水的三维网络高分子聚合物,因为其结构与人体组织细胞的环境类似,已被广泛应用于生物医药以及组织工程等领域。然而,用于生物医药上的凝胶如果其阻抗蛋白质等活性物的粘附性能差,则会使得凝胶失效甚至触发人体的免疫反应引起组织坏死等不良后果。综合近年来生物防污以及凝胶的发展,我们用磺酸甜菜碱两性离子单体和天然多糖高分子制备了两类功能性的凝胶,主要研究内容与结论概括如下:⑴以磺酸甜菜碱(SB)、壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA)等材料设计制备了一类具有抗蛋白吸附功能的可注射修复凝胶。首先,SB单体通过迈克尔加成反应接枝上CS分子链,提高了CS的水溶性,再和氧化海藻酸钠(OSA)通过动态化学作用形成凝胶。先后通过红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)等方法进行表征。该凝胶能够通过0.25mm内径的针管注射。凝胶在经过切开破坏后,室温条件下无需任何外力以及催化作用,在4h后即可完全愈合修复成一块整体。模拟人体环境(37℃,PBS缓冲溶液)下凝胶的抗蛋白吸附、药物释放等测试发现:以牛血清蛋白(BSA)为蛋白质模型,凝胶的蛋白吸附最低为22.01μg/cm~2,相比于CS的蛋白质吸附量减少将近5倍;同时,凝胶分别负载药物盐酸四环素(TCHC)和罗丹明B,发现凝胶对含氨基官能团的TCHC可以实现pH响应的可控释放。以溶菌酶和PBS缓冲溶液分别模拟人体的酶环境和自然环境,考察了凝胶的体外降解效果,发现凝胶在溶菌酶中可以迅速降解,而PBS溶液中则降解时间延长。⑵以SB和琼脂多糖制备了一类机械性能加强的双网络结构抗吸附水凝胶。先将SB和琼脂共混,室温冷却形成琼脂的第一层物理交联网络,然后在紫外光照下形成凝胶的第二层化学交联网络。以FT-IR和SEM等仪器进行表征分析,研究发现:琼脂的加入可以增加聚磺酸甜菜碱凝胶的孔隙结构;同时在低物理交联度下,琼脂含量的增加可以促进凝胶的溶胀从而加快药物释放。以BSA作为蛋白质模型,发现凝胶在模拟人体环境下也具有良好的抗蛋白吸附效果,其抗蛋白吸附性能随着琼脂含量的增加而增强。机械压缩测试表明,凝胶的机械强度随着琼脂含量的增加而变强,可以提高凝胶的韧性。