聚乙烯表面紫外光接枝MPC及其性能研究

论文摘要

UHMWPE是常用的人工关节材料，使用过程中，磨损产生的大量磨屑聚积并诱发机体细胞产生一系列的不良生物反应，导致假体周围骨质溶解和无菌松动，因此，磨损成为置换关节晚期失效的主要因素。本文主要通过光接枝改性的方法来改善聚乙烯表面的润滑性、生物相容性，提高其耐磨性。首先合成生物相容性单体2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC），然后通过紫外光辐照的方法将MPC接枝到聚乙烯表面，测试接枝前后样品的血液相容性，在蒸馏水、生理盐水润滑下以Al2O3陶瓷球为对磨材料测试接枝前后的摩擦磨损性能。利用IR检测MPC及中间产物的分子结构，ATR-FTIR和XPS研究接枝前后表面分子结构，SEM观察接枝前后表面形貌和血小板黏附数量，722分光光度计测定接枝前后样品的溶血率。实验结果表明：IR证实有MPC生成；ATR-FTIR中969cm-1处的磷酸胆碱峰，接枝后的XPS的P2p电子峰，接枝后N、O含量增加，证明有MPC接枝；聚乙烯表面的MPC接枝量随光照时间的增加而增大；接枝后SEM中有块状物生成；接触角由64-76°变成15-26°，且接触角大小随接枝量的增大而减小；接枝后样品的溶血率比接枝前低；接枝后样品表面几乎没有血小板；接枝后样品摩擦系数变小，体积磨损率降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚乙烯的改性
• 1.2.1 共聚改性
• 1.2.2 交联改性
• 1.2.3 接枝改性
• 1.2.4 填充改性
• 1.2.5 共混改性
• 1.2.6 增强改性
• 1.3 聚乙烯表面的紫外光接枝改性技术
• 1.4 磷脂聚合物的性质
• 1.5 本文的研究内容及意义
• 第二章 实验与研究方法
• 2.1 实验技术路线
• 2.2 材料制备
• 2.2.1 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱的制备
• 2.2.2 聚乙烯样品的制备
• 2.2.3 聚乙烯表面的紫外光接枝
• 2.3 微观分析
• 2.3.1 红外光谱分析
• 2.3.2 红外漫反射分析
• 2.3.3 扫描电镜分析
• 2.3.4 X射线光电子能谱
• 2.4 性能测试
• 2.4.1 摩擦磨损实验
• 2.4.2 生物相容性实验
• 2.4.3 接触角测定
• 第三章 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱的制备
• 3.1 实验原料与仪器
• 3.2 实验步骤
• 3.3 实验结果与分析
• 3.3.1 CDP的红外光谱分析
• 3.3.2 COP的红外光谱分析
• 3.3.3 OPEMA的红外光谱分析
• 3.3.4 MPC的红外光谱分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 聚乙烯表面紫外光接枝水溶性单体MPC
• 4.1 引言
• 4.2 实验原料与仪器
• 4.3 紫外光接枝实验步骤
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 红外漫反射图谱分析
• 4.4.2 X射线光电子能谱（XPS）分析
• 4.4.3 扫描电镜分析
• 4.4.4 接触角测定
• 4.5 本章小结
• 第五章 接枝聚乙烯的血液相容性
• 5.1 概述
• 5.2 溶血率实验
• 5.2.1 实验材料与仪器
• 5.2.2 实验过程
• 5.2.3 实验结果与讨论
• 5.3 血小板黏附实验
• 5.3.1 实验材料与仪器
• 5.3.2 实验过程
• 5.3.3 实验结果与讨论
• 5.4 本章小结
• 第六章 接枝聚乙烯的摩擦磨损性能
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 摩擦系数随滑行距离的变化
• 6.3.2 紫外光接枝对摩擦系数的影响
• 6.3.3 磨损率
• 6.4 本章小结
• 第七章 全文结论和研究展望
• 7.1 结论
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献