壳聚糖 ／聚多巴胺复合水凝胶的性能探究

叶 静，谌业婕，陈 凤，潘瑞琪，董夏薇

（盐城师范学院药学院，江苏 盐城 224007）

摘  要：针对聚多巴胺单独成膜或成胶存在加工性能差与力学性能不足，以及聚乙二醇改性壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶在溶胀调控、力学平衡与复杂环境稳定性方面的问题，采用聚乙二醇与戊二醛双交联策略，通过分步交联与冻融循环工艺制备了系列壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶。研究显示，复合水凝胶在近红外光照下具备光热响应能力，溶胀率与保水性能提升，在10%冰醋酸溶液中降解速率加快，对铁盒、木材、橡胶及皮肤表面均表现出良好贴合性，自修复效率>90%，拉伸应变最高达到440%，应力提升至1.89kPa,表明其具有优异的综合功能性能。

关键词：壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶;拉伸性能；降解性能；光热性能

壳聚糖（CS）是一种天然多糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性和独特的物理化学性质，在食品、化妆品、医药、环保等多个领域都有广泛的应用。聚多巴胺（PDA）是多巴胺在弱碱性条件下自聚形成的一种具有独特结构和优异性能的聚合物。其表面富含酚羟基和氨基等活性基团，具有超强的黏附性、抗氧化性能、良好的生物活性以及光热转换能力。不过，PDA自身单独成膜或形成凝胶时，存在加工性能差、力学性能不足等问题，限制了其大规模应用。交联剂引人CS水凝胶体系中，有望进一步改善水凝胶的性能，赋予其更多功能特性。常见的交联剂有戊二醛、聚乙二醇（PEG）、丙烯酸酯类等。

近年来，有研究将PEG通过溶液混合、原位聚合等方式加人CS/PDA复合水凝胶中，使得复合水凝胶在力学性能、生物相容性等方面表现出一定优势，但在溶胀性能调控、力学强度与柔韧性的平衡、复杂环境下的稳定性等方面仍存在不足。此外，对于PEG改性的复合水凝胶在新兴领域的应用探索还不够深人，亟需进一步研究。

本研究以CS和PDA为原料，利用PEG和戊二醛为交联剂，通过工艺优化，制备一种多功能CS/PDA复合水凝胶。该水凝胶具有优异的自愈性、可降解性、溶胀性、力学稳定性和光热性能，为复合水凝胶在生物医学以及传感器等领域的实际应用提供理论支持和技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂和仪器

在材料与试剂的选择上，研究选用高纯度CS（99.5%）和盐酸多巴胺（98%）作为基础原料，分别购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司和国药集团化学试剂有限公司，以确保合成过程的可控性与重现性。

采用PEG与戊二醛作为双交联剂，通过物理共混与化学交联协同的策略构建CS/PDA复合水凝胶体系。在仪器方面，使用集热式恒温加热磁力搅拌器（DF-101S）实现反应体系的均匀混合与温度控制，电热恒温鼓风干燥箱（DGG-9140B)用于样品预处理，傅里叶变换红外光谱仪（TENSORI）对特征官能团及化学结构进行系统表征，SINDIN水滴角测量仪（SDC-2OO）则用于初步评估材料表面性质。通过优化配比与交联工艺，重点强化材料合成路径的合理性与结构可控性，突出多组分协同改性策略在提升材料功能集成性与结构稳定性方面的创新潜力，为高性能医用敷料的理性设计与可控制备提供扎实的实验依据与方法论支持。

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