自癒合幾丁聚醣水凝膠之製備與性質分析

學生姓名: 李翊瑄
指導教授: 黃意真
學期: 114下
摘  要: 水凝膠因具備優異的親水性、可調控的機械性質、生物相容性及生物可降解性,已廣泛應用於生物醫學領域。然而,傳統水凝膠缺乏自我修復能力,易導致結構穩定性不足並限制其使用壽命。為克服此缺點,近年來發展出以可逆交聯機制(如席夫鹼 鍵)構建之自癒合水凝膠系統。其中,幾丁聚醣(Chitosan, CHI)因富含胺基、易形成席夫鹼鍵且具良好生物相容性,成為自癒合水凝膠的重要材料。第一篇文獻,透過
CHI 與磷酸吡哆醛反應形成席夫鹼鍵製備具自癒合能力的水凝膠,調控其組成以探討物理與機械性質,並藉由流變分析評估其自我修復能力。證實該水凝膠系統具備良好的性能與自癒合能力,顯示其於生醫領域中具有應用潛力。然而,僅透過席夫鹼鍵形成的水凝膠仍存在機械強度較低與長期結構穩定性不足之限制。為進一步提升水凝膠性能,本研究引入經化學改質的 CHI 結合透明質酸(Hyaluronic acid, HA)增強水凝膠的性能。第二篇文獻,將 CHI 以甲基丙烯酸酐進行化學改質,形成具光交聯能力之材料,並與 HA 透過靜電作用形成雙重交聯網絡,最終製備出具有生物相容性、可降解性、可光交聯,以及自癒合能力的水凝膠。隨著甲基丙烯酸化幾丁聚醣(Methacrylated Chitosan, CHIMe)含量增加時,共價交聯程度提升,進而改善水凝膠的機械與流變性質,同時維持良好的生物相容性與可降解性。此外,該水凝膠在受損後能快速恢復原有結構,展現優異的自我修復能力。綜合而言,透過 CHIMe 並結合 HA 形成雙重交聯水凝膠,不僅可有效提升傳統水凝膠之機械強度與結構穩定性,同時亦保有優異之自癒合能力與生物相容性,顯示其於生醫材料領域具有高度應用潛力。