药物复合超细丝素粉体/聚氨酯共混膜的性能研究

论文摘要

聚氨酯由于具有优异的力学性能和良好的生物相容性而在生物医用领域广泛应用,但作为与人体接触材料时,其生物相容性还有待于进一步提高,特别是作为血液接触型生物材料,早期的炎症反应和血栓的问题使其在临床应用中受到很大限制。本课题以一种自制的非水溶性丝素超细粉体来改性聚氨酯材料。一方面,利用丝素蛋白优异的生物相容性来提高聚氨酯膜的生物相容性,通过浸入沉淀相转换法来制备非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜,研究了共混膜的结构和各种物理性能;另一方面,以非水溶性丝素超细粉体为药物载体,在聚氨酯膜中加入抗凝药肝素来提高聚氨酯膜的抗凝血性,研究了共混膜中肝素的缓释情况,并对其抗凝血性进行初步评价;第三,以非水溶性丝素超细粉体为药物载体,在聚氨酯膜中加入抗炎药阿司匹林来提高聚氨酯膜的抗炎性,并通过动物体内埋植实验来对共混膜的组织相容性进行初步评价。通过纯物理方式在实验室自制的设备上制备的平均粒径为3.58μm的非水溶性丝素超细粉体,SEM图显示其表面形态多为不规则的多边形结构,其红外光谱图显示粉体中同时存在无规线团和β-折叠两种结构。将不同含量的非水溶性丝素超细粉体与聚氨酯共混湿法制膜。SEM照片显示,随着超细丝素粉体含量的增加,共混膜的表面由致密逐渐变的疏松,共混膜的孔隙率提高,孔径增大。粉体在共混膜中均匀分布,没有出现明显的团聚现象,说明丝素与聚氨酯具有良好的相容性。共混膜中超细丝素粉体的加入,提高了共混膜的吸水性和透汽性,使共混膜的水接触角下降,但共混膜的力学性能呈下降趋势。尽管如此,当丝素粉体含量达到70%时,共混膜仍有较好的弹性和手感。FTIR图显示,共混膜的红外光谱图中主要体现的是聚氨酯的特征吸收峰,只有当粉体含量达到50%以上时,丝素的特征峰才在共混膜的红外光谱图中体现出来。TG曲线显示,共混膜中丝素粉体的加入,增加了共混膜的回潮率和共混膜在600℃时的剩碳率,共混膜的初始分解温度也随着粉体含量的增加而下降,其主要热分解峰也在向低温度偏移。以非水溶性丝素粉体为药物载体,制备肝素化丝素/聚氨酯共混膜。FTIR图谱分析,肝素与丝素及聚氨酯之间没有任何化学作用,从而保证了肝素在共混膜中的高活性。力学性能测试结果显示,共混膜中肝素的加入,会对丝素和聚氨酯的相容性产生一定影响,但对断裂强度的影响比对断裂伸长的要大。肝素释放测试结果显示,共混膜中丝素含量越高,肝素的扩散速率越慢;共混膜中肝素含量越高,肝素的扩散速率越快;共混膜的厚度越大,肝素的扩散速率越慢。肝素化丝素/聚氨酯共混膜在磷酸盐缓冲生理盐水（PBS）溶液中浸泡后,表面会出现山脊状结构,表明确实有肝素从共混膜中释放出来,因而导致其表面形态的变化;同时,肝素在共混膜中并没出现明显的团聚现象。初步的抗凝血性测试显示,肝素化丝素/聚氨酯共混膜即使已在PBS溶液中浸泡了24h,其全血复钙时间（RT）和活化部分凝血活酶时间（APTT）都已超出了仪器的最大检测值600s和120s,说明肝素化丝素/聚氨酯共混膜浸泡后仍然具有良好的抗凝血性。动物体内埋植实验结果表明,PTFE材料的组织相容性最差;而丝素/聚氨酯共混膜材料的组织相容性与PTFE相比有很大的提高;特别是在共混膜中加入5%阿司匹林后,其组织相容性更好。而当阿司匹林的加入量为10%时,其组织相容性又较5%的差。总之,当丝素/聚氨酯共混膜中加入5%的阿司匹林时,材料具有良好的抗炎效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 医用聚氨酯的研究现状
• 1.1.1 聚氨酯的结构与性能
• 1.1.2 聚氨酯在生物医用材料的应用现状
• 1.2 肝素化聚氨酯的研究现状
• 1.2.1 肝素的结构性能及其抗凝血机理
• 1.2.2 肝素化聚氨酯的研究现状
• 1.3 丝素蛋白的研究现状
• 1.3.1 丝素的结构和性能
• 1.3.2 丝素蛋白作为药物载体的研究现状
• 1.3.3 丝素/聚氨酯共混膜的研究现状
• 1.4 本课题的意义及主要研究内容
• 2 非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜的制备及性能
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验材料及主要设备
• 2.1.2 非水溶性丝素超细粉体的制备及其性能表征
• 2.1.3 非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜的制备
• 2.1.4 非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜的性能表征
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 非水溶性丝素超细粉体的表面形态及其粒径分布
• 2.2.2 非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜的 SEM 分析
• 2.2.3 非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜的吸水性能
• 2.2.4 非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜的透汽性能
• 2.2.5 非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜的水接触角
• 2.2.6 非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜的力学性能
• 2.2.7 非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜的FTIR 分析
• 2.2.8 非水溶性丝素超细粉体/聚氨酯共混膜的 TG 分析
• 2.3 本章小结
• 3 肝素化丝素/聚氨酯共混膜的制备及其性能
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验材料及主要设备
• 3.1.2 肝素化丝素/聚氨酯共混膜的制备
• 3.1.3 肝素化丝素/聚氨酯共混膜的性能表征
• 3.1.4 肝素化丝素/聚氨酯共混膜中肝素扩散速率的测定
• 3.1.5 肝素化丝素/聚氨酯共混膜的抗凝血性能表征
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 肝素化丝素/聚氨酯共混膜的 FTIR 分析
• 3.2.2 肝素化丝素/聚氨酯共混膜的力学性能
• 3.2.3 肝素化丝素/聚氨酯共混膜中肝素扩散速率的变化
• 3.2.4 肝素化丝素/聚氨酯共混膜的表面形貌变化
• 3.2.5 肝素化丝素/聚氨酯共混膜抗凝血性能
• 3.3 本章小结
• 4 含阿司匹林的丝素/聚氨酯共混膜的制备及其组织相容性研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验材料及主要设备
• 4.1.2 含阿司匹林的丝素/聚氨酯共混膜的制备
• 4.1.3 实验动物准备及分组
• 4.1.4 材料组织相容性评价方法
• 4.1.5 观测方法
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 一般观察结果
• 4.2.2 组织学检查结果
• 4.2.3 SEM 观察结果
• 4.2.4 TEM 观察结果
• 4.2.5 讨论
• 4.3 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录