雙網絡方法改性PHEMA水凝膠及其在角膜損傷修復中的應用研究.pdf

1、目的：本研究致力于研制一種以聚甲基丙烯酸-2-羥乙酯水凝膠（PHEMA）為基礎，更能提高角膜上皮細胞再生能力，具有良好生物相容性和機械性能的角膜移植替代品。
　　方法：研究將甲基丙烯酸酯明膠（Gel-MA）網絡結合到聚甲基丙烯酸-2-羥基乙酯水凝膠（PHEMA）網絡上，制備出新型多孔雙網絡水凝膠（PDN），對其物理、化學、生物學方面的性能進行表征，評估其在角膜損傷修復中的應用前景。本課題首先通過甲基丙烯酸酯（MA）接枝改性明膠（G

2、el），制備甲基丙烯酸酯明膠（Gel-MA）；通過自由基聚合得到聚甲基丙烯酸-2-羥基乙酯（PHEMA），得到第一層網絡結構。其次，將聚甲基丙烯酸2-羥基乙酯（PHEMA）浸潤到不同濃度的Gel-MA溶液中，在紫外光輻照下形成雙網絡水凝膠（PDN-50，PDN-100）。通過核磁共振能譜（1H NMR）測量分析甲基丙烯酸酯接枝明膠的甲基丙烯酸酯接枝率；通過X射線光電子能譜儀（XPS）分析所制得的雙網絡水凝膠的表面化學組成；通過掃描電鏡（

3、SEM）觀察其表面的微觀形貌結構；通過可見光分光光度儀檢測其光學透過率；通過熱重分析儀（TGA）評估樣品熱穩(wěn)定性情況；通過動態(tài)熱機械性分析儀（DMA）評估樣品動態(tài)熱機械性能；通過稱重法測量評估了樣品溶脹性能；此外，采用CCK-8法測定人角膜上皮細胞（HCEC）在該雙網絡水凝膠上的體外細胞毒性；通過死活染試劑盒觀測人角膜上皮細胞在該雙網絡水凝膠上的粘附增殖情況。
　　結果：實現(xiàn)了明膠的MA改性，通過1H NMR結果分析得到接枝率為2

4、5.1％；成功制備得到了雙網絡水凝膠（PDN-50，PDN-100），通過XPS結果和SEM結果分析得到雙網絡水凝膠的形成了高度相連的多孔網絡結構；通過透明率測量結果分析得到純PHEMA薄膜幾乎不透光，僅有27%的透光率，PDN-100有82%，PDN-50有74%，PDN水凝膠更接近生理人類角膜。通過平衡水含量分析得到純PHEMA有30.36%，PDN-100有74.40%，與生理學角膜相似；PDN-50有52.30%，平衡水含量隨著

5、加入Gel-MA的濃度增長而增長。通過熱重分析得到Gel-MA保持穩(wěn)定直到在249℃，PHEMA保持穩(wěn)定直到195℃，而PDN水凝膠隨著Gel-MA的濃度增加其最大降解速率時對應的溫度也會上升；通過動態(tài)機械性能分析得到隨著頻率的增加所有水凝膠的存儲模量都有所增加，PDN水凝膠的模量是接近人類生理角膜彈性模量的；通過CCK-8法和死活染試劑盒法分析得到PDN-50和PDN-100水凝膠并沒有影響細胞的生長增殖，對比PHEMA水凝膠，加入了