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酪蛋白基双网络纳米复合水凝胶的制备及其性能研究
酪蛋白基双网络纳米复合水凝胶的制备及其性能研究
摘要：近年来，水凝胶材料在生物医学领域得到了广
泛的关注和应用。本研究旨在制备一种新型的酪蛋白基双网络
纳米复合水凝胶，并对该材料的性能进行研究。首先，通过溶
剂交换法将天然酪蛋白中的有机溶剂替换为水，制备出酪蛋白
水溶液。然后，在酪蛋白水溶液中添加引发剂和交联剂，通过
自由基引发聚合反应，形成第一个聚合网络。接着，使用丙烯
酰胺修饰的氧化石墨烯作为纳米填料，将其分散于酪蛋白溶液
中，并通过共价键连接与酪蛋白形成第二个聚合网络，形成酪
蛋白基双网络纳米复合水凝胶。最后，对所得水凝胶的物理性
能、力学性能和生物相容性进行了综合性能研究。
1.引言
水凝胶材料作为一种具有高度可控性的材料，具有许多优异的
特性，如类似生物组织、良好的生物相容性和生物修改能力等。
酪蛋白作为一种天然的蛋白质，具有良好的生物相容性和可降
解性，已被广泛应用于生物医学领域。然而，酪蛋白的应用受
到其机械性能差和水溶性限制的限制。为了改善酪蛋白的性能，
制备了一种酪蛋白基双网络纳米复合水凝胶。
2.实验方法
2.1酪蛋白水溶液的制备
通过溶剂交换法将天然酪蛋白中的有机溶剂替换为水，制备出
酪蛋白水溶液。
2.2制备第一个聚合网络
在酪蛋白水溶液中添加引发剂和交联剂，通过自由基引发聚合
反应，形成第一个聚合网络。
2.3制备酪蛋白基双网络纳米复合水凝胶
使用丙烯酰胺修饰的氧化石墨烯作为纳米填料，将其分散于酪
蛋白溶液中，并通过共价键连接与酪蛋白形成第二个聚合网络，
形成酪蛋白基双网络纳米复合水凝胶。
3.结果与讨论
3.1物理性能
研究了所得水凝胶的温度响应性能和溶胀动力学。实验结果表
明，所得水凝胶在不同温度下具有不同的溶胀率，并且在体外
条件下具有良好的稳定性。
3.2力学性能
通过动态力学测试研究了所得水凝胶的力学性能。结果显示，
所得水凝胶具有较高的弹性模量和延展性，表现出优良的力学
性能。
3.3生物相容性
通过细胞毒性实验证实，所得水凝胶对细胞无毒，并能够促进
细胞黏附和增殖。
4.结论
本研究成功制备了一种酪蛋白基双网络纳米复合水凝胶，并对
其物理性能、力学性能和生物相容性进行了研究。实验结果表
明，所得水凝胶具有优异的性能，在生物医学领域具有广阔的
应用前景。
5.展望
进一步研究表明，酪蛋白基双网络纳米复合水凝胶在药物传递、
组织工程和生物传感等领域具有广泛的应用潜力。未来的研究
将集中于进一步优化水凝胶的性能，并探索其在生物医学领域
的应用
本研究成功制备了一种酪蛋白基双网络纳米复合水凝胶，
并对其物理性能、力学性能和生物相容性进行了研究。实验结
果表明，所得水凝胶在不同温度下具有不同的溶胀率，具有良
好的稳定性。同时，所得水凝胶具有较高的弹性模量和延展性，
表现出优良的力学性能。细胞毒性实验证实了水凝胶的生物相
容性，且能够促进细胞黏附和增殖。这些结果表明，酪蛋白基
双网络纳米复合水凝胶具有广阔的应用前景。进一步研究将集
中于优化其性能，并探索其在药物传递、组织工程和生物传感
等领域的应用潜力
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