硕士毕业生
硕士论文题目：壳聚糖/乙醇消毒凝胶的制备及性质研究
摘要：随着医疗水平的提高,临床上不断介入先进的医疗手段,大量使用抗生素使得耐药菌群增加,导致发生感染的几率日益提高。近些年来,感染已成为全球关注的公共卫生问题,受到人们越来越多的重视。感染的发生主要是由于病原菌的接触传播,在传播过程中,手是最重要的传播媒介。手消毒剂是手部清洁和预防感染的最简单、方便并且有效的方法。市场上手消毒剂主要有溶液型、泡沫型和凝胶型三种,其中凝胶型消毒剂免水洗,方便快捷,安全有效,并且可添加保湿和护肤成分,大大提高手部卫生的依从性,因此消毒凝胶备受人们的青睐。目前的消毒凝胶多以卡波姆、纤维素、海藻酸钠为凝胶基质,低浓度的乙醇水溶液为溶剂,三氯羟基二苯醚、醋酸氯己定、苯扎溴铵为杀菌成分。实践表明,长时间使用这样的消毒剂,其中的化学杀菌成分不可避免地会带来不良的皮肤反应,危害人们的健康。如何降低消毒过程带来的毒副作用,提供一种绿色无毒的消毒剂,一直是消毒产品的研发方向。在众多的杀菌成分中,乙醇是公认的作用快速,杀菌广谱,效果最好,且毒副作用最小的杀菌剂,广泛应用在医疗行业和人们的生活生产中。如果能开发出一种仅含有乙醇的消毒凝胶,将可以彻底解决化学杀菌剂带来的毒副作用,引领消毒剂产品市场走向绿色无毒的道路。乙醇只有在较高浓度时才有最好的杀菌效果,浓度较低的乙醇凝胶非常容易得到,也是目前消毒凝胶的主要配方,但这些凝胶在提高乙醇浓度时会发生分层、结块、产生沉淀等现象。因此,高浓度乙醇凝胶的制备还存在较大困难,目前尚未见公开的报道。针对这一问题,本论文通过筛选凝胶基质材料,调整实验配方,并探索合适的方法,制备了三种含有高浓度乙醇的消毒凝胶,并选择其中一种手感最舒适、稳定性最好的消毒凝胶,对其凝胶结构、力学性质、溶胀性和抗菌性进行了研究。在此基础之上,我们制备了一种强度较高的复合凝胶,并探究了制备条件对凝胶性和药物释放性质的影响。主要结论如下:1、成功制备了含有高乙醇浓度的聚丙烯酰胺/乙醇凝胶、纤维素/乙醇凝胶和壳聚糖/乙醇凝胶,并对它们的凝胶性进行比较分析。通过对凝胶外观的观察、主观涂抹的感受和放置后的稳定性,我们发现在聚丙烯酰胺/乙醇凝胶中,乙醇的最高浓度只有50%左右。涂抹后皮肤会有紧绷感,放置30天凝胶变浑浊或析出透明液体。纤维素类均能在较高乙醇浓度下形成凝胶,实验中以70%乙醇为例。羟丙基甲基纤维素/乙醇凝胶涂抹后出现起沫现象,并且放置后分层,上层为无色透明液体,下层为具有悬浮颗粒的凝胶。羟乙基纤维素/乙醇的稳定性不好,放置后体系变浑浊。羟丙基纤维素/乙醇凝胶则呈现偏白的颜色,并且放置30天后也变浑浊。壳聚糖凝胶与乙醇的复配性较好,乙醇的最大浓度可达到80%。壳聚糖/乙醇凝胶外观呈无色透明状,涂抹后的舒适感较好,不会出现起沫或紧绷的现象,而且静置后凝胶仍然澄清透明。综上,壳聚糖/乙醇凝胶具有最佳的凝胶性能,无论是外观、涂抹感受,还是稳定性,壳聚糖/乙醇凝胶都比其它二者好。因此,我们选用壳聚糖作为消毒凝胶的基质材料,得到了壳聚糖/乙醇绿色消毒凝胶。2、研究了壳聚糖/乙醇消毒凝胶体系中的乙醇含量对凝胶结构和性质的影响。结果表明,CS/EtOH干凝胶的红外光谱为壳聚糖和乳酸的红外光谱的叠加,说明用于溶解壳聚糖的乳酸接枝到了壳聚糖链上。而这种接枝反应是随机发生的,所以与纯的壳聚糖固体相比,CS/EtOH凝胶的结晶度明显变差。当不良溶剂乙醇浓度的增加时,凝胶更接近壳聚糖固体的性质,结晶度增加。CS/EtOH凝胶膜具有多孔的网络结构,并且乙醇的浓度越大,孔的尺寸越小,平衡溶胀率也越小。随着剪切速率的增大,CS/EtOH凝胶的粘度变小,因此可视为假塑性流体,并且乙醇的引入使得体系的力学性能逐渐降低。此外,该消毒凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有较高的抗菌活性,其中含70%乙醇的凝胶的抗菌效果最佳。重要的是,CS/EtOH凝胶结合了乙醇和壳聚糖的双重抗菌性,乙醇挥发后会在皮肤表面形成一层生物安全性极好的壳聚糖凝胶抗菌膜,效果持久且毒副作用小。3、制备了高强度的壳聚糖/聚乙烯醇复合凝胶,并通过红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜等方法对其结构进行研究。复合凝胶与纯壳聚糖相比,氢键作用增强,结晶性下降,并且在不同的壳聚糖与聚乙烯醇的配比条件下,呈现了多孔状到类似层状的形貌转变。研究了温度、戊二醛浓度、壳聚糖与聚乙烯醇的体积比和乙酸含量对形成凝胶所需时间、溶胀率和力学性质的影响。结果表明温度越高,戊二醛浓度越大,体积比越大,或乙酸含量越低,凝胶时间越短;戊二醛浓度越小,体积比越大,或乙酸含量越高,溶胀率越大;体积比越小,或戊二醛浓度越大,凝胶的力学性质越好。另外,以水杨酸钠为药物模型,通过紫外吸收光谱的方法,研究了不同时间内壳聚糖/聚乙烯醇复合凝胶的药物释放性质。我们发现随着凝胶体系中聚乙烯醇含量的增加,水杨酸钠的释放速度逐渐减慢,但总累计释放率变化不大。我们对壳聚糖基凝胶的研究能够对手消毒剂的开发提供新的思路,并为其在生物医药领域的应用提供借鉴和参考。