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摘 要

水凝胶（Hydrogels）因为其优异的含水量所表现出的生物相容性和自愈性，使得其在生物医药方面有着巨大的应用潜力。此外在目前的临床研究中发现，基于金属-配体配位作用的水凝胶在实现药物递送方面有着广大的研究前景，其中一些金属离子在与配位体进行配位作用时自身也能充当药物，如：顺铂（CDDP）。本文以天然高分子海藻酸钠（ALG）透明质酸（HA）为主体原料，通过儿茶酚修饰以实现与铂离子的金属配位作用形成三维网状结构。在合成儿茶酚修饰的海藻酸钠（ALG-CA）和透明质酸（HA-CA）后，基于ALG-CA制备儿茶酚-顺铂金属配位水凝胶（ALG-CA/CDDP），同时实现对药物的负载递送。海藻酸钠上的羧基与多巴胺（DOPA）上的氨基在缩合剂等的促进下发生酰胺反应，而后与顺铂混合发生螯合作用，形成非共价物理交联，这种动态交联赋予水凝胶自修复的特性。为了探究水凝胶的性能，对其进行胶凝时间、核磁共振、溶胀率等测定。胶凝时间随儿茶酚和金属离子摩尔比和浓度变化而改变。通过核磁共振证实了儿茶酚成功的接枝到海藻酸钠和透明质酸主链上，通过控制多巴胺与海藻酸钠的配比，得到接枝率分别为28%、33%和40%的ALG-CA以及接枝率分别为19%、27%和37%的HA-CA。通过溶胀实验测定了水凝胶的溶胀率。

关键词：水凝胶 药物负载 金属配位作用 海藻酸钠

Preparation of metal coordination polymer hydrogel loaded with cisplatin

Abstract

Hydrogels have great potential for application in biomedicine because of their biocompatibility and self-healing properties due to their excellent water content. In addition, in current clinical studies, it has been found that hydrogels based on metal-ligand coordination have broad research prospects in achieving drug delivery. Some of the metal ions can also act as ligands when they coordinate Drugs such as cisplatin (CDDP).In this paper, the natural polymer sodium alginate (ALG) hyaluronic acid (HA) is used as the main raw material, modified by catechol to achieve metal coordination with platinum ions to form a three-dimensional network structure. After synthesis of catechol-modified sodium alginate (ALG-CA) and hyaluronic acid (HA-CA), a catechol-cisplatin metal coordination hydrogel (ALG-CA / CDDP) , At the same time to achieve load delivery of drugs. The carboxyl group on sodium alginate and the amino group on dopamine (DOPA) undergo an amide reaction under the promotion of a condensing agent, and then chelate with cisplatin to form a non-covalent physical crosslink. This dynamic crosslink gives water Self-healing properties of the gel. In order to explore the properties of hydrogels, the gel time, nuclear magnetic resonance, swelling rate, etc. were measured. The gel time varies with the molar ratio and concentration of catechol and metal ions. NMR confirmed the successful grafting of catechol onto the main chain of sodium alginate and hyaluronic acid. By controlling the ratio of dopamine to sodium alginate, ALG-CA with grafting rates of 28%, 33% and 40%, and HA-CA with grafting rates of 19%, 27% and 37% were obtained. The swelling rate of the hydrogel was determined by the swelling experiment.

Key words: Hydrogels Drug load Metal coordination Alginate

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 引言 1

1.1 自修复水凝胶的机理与研究现状 1

1.1.1 成胶机理 1

1.1.2 研究现状 2

1.2 基于金属和配体之间配位作用的水凝胶的机理 3

1.3 载药水凝胶的研究现状 4

1.4 当前载药水凝胶的优点与其所面临的问题 5

1.4.1 当前载药水凝胶的优点 6

1.4.2 当前载药水凝胶所面临的问题 6

1.5 本课题拟开展的研究内容和预期目标 6

第二章 实验部分 7

2.1 引言 7

2.2 实验准备 7

2.2.1 实验试剂 7

2.2.2 实验仪器 7

2.3 实验过程 8

2.3.1 水凝胶原料的制备 8

2.3.2 水凝胶的成胶条件的研究探索 10

2.3.3 基于苯环之间π－π堆积作用形成水凝胶的成胶实验 11

2.3.4 基于金属铂离子和配体儿茶酚配位作用形成水凝胶的成胶实验 12

第三章 负载顺铂药物的金属配位聚合物水凝胶的理化性能研究 16

3.1 核磁氢谱分析 16

3.1.1 ALG-CA核磁氢谱分析 16

3.1.2 HA-CA核磁氢谱分析 18

3.2 水凝胶的膨胀率分析 21

3.3 结论与展望 23

参考文献 24

致谢 26

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