类磷脂表面改性有机硅聚氨酯合成及性能研究

论文摘要

为了获得良好生理惰性及生物相容性的生物医用材料,本文首先合成了有机硅改性聚氨酯,然后通过磷脂胆碱类化合物对其表面进行修饰获得了抗凝血性能良好的生物医用材料。首先,以端羟基聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚四氢呋喃多元醇（PTMG）为软段,异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和异佛尔酮二胺（IPDA）等为硬段,采用二步溶液聚合方法合成了一系列不同PDMS含量的有机硅改性聚氨酯弹性体。通过傅里叶红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）及广角X射线散射（WAXD）等对聚氨酯的形态结构和及相分离进行了分析。研究结果表明在聚氨酯主链中引入PDMS链段,有利于相分离程度的提高。通过凝胶色谱试验（GPC）、拉伸试验及水接触角测试等方法研究了PDMS含量对聚氨酯弹性体分子量、形态结构和力学性能的影响。研究结果表明随着PDMS量的增加,聚氨酯弹性体的分子量减小,膜的拉伸强度降低,涂膜表面接触角增加。当PDMS占软段量从0%增加至25%时,重均分子量从4万下降到2.6万;聚氨酯的拉伸强度从7.57MPa下降到0.64MPa,接触角从72°增大95°以上。其次,以三氯化磷、乙二醇、甲基丙烯酸-β-羟乙酯和N,N-二乙羟基甲胺等为原料合成了带羟基的类磷脂化合物（MPCOH）,并通过红外光谱和核磁共振对其进行了表征,测试结果与结构基本一致。以聚乙二醇（PEO2000）、IPDI及MPCOH等为基本原料合成了带羟基的PEO-MPC预聚体。最后,以PEO2000及PEO-MPC为亲水性单体对上述合成的有机硅改性聚氨酯表面进行接枝修饰。通过表面接触测试表明,经过PEO2000表面修饰的有机硅聚氨酯表面接触角从95°降低到70°,经过PEO-MPC面修饰的有机硅聚氨酯表面接触角从95°降低到42°;血小板吸附试验表明,有机硅聚氨酯通过PEO和PEO-MPC表面修饰后都提高了聚氨酯膜的抗凝血能力,尤其以PEO-MPC修饰的有机硅聚氨酯抗凝血效果更佳。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 聚氨酯生物医用材料研究进展
• 1.1.1 生物医用材料的性能要求
• 1.1.2 聚氨酯弹性体性能与结构
• 1.1.3 聚氨酯医用材料的发展
• 1.1.4 聚氨酯的表面结构和凝血理论
• 1.2 有机硅烷改性聚氨酯
• 1.2.1 有机硅在医学材料上的应用
• 1.2.2 有机硅改性聚氨酯的方法
• 1.3 磷酸胆碱改性聚氨酯
• 1.3.1 磷酯酰胆碱类化合物研究进展
• 1.3.2 磷脂改性聚氨酯方法
• 1.4 本文的研究意义、研究内容及创新性
• 第二章 PDMS 改性聚氨酯合成
• 2.1 引言
• 2.2 试验部分
• 2.2.1 主要原料
• 2.2.2 原料的处理
• 2.2.3 聚氨酯的合成
• 2.3 分析表征方法
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 凝胶色谱分析
• 2.4.2 红外色谱分析
• 2.4.3 拉伸试验分析
• 2.4.4 DSC 分析
• 2.4.5 WAXD 分析
• 2.4.6 接触角分析
• 2.4.7 聚氨酯表面能谱分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 MPCOH 的合成及聚氨酯的表面改性
• 3.1 引言
• 3.2 试验部分
• 3.2.1 试验原料
• 3.2.2 主要试剂的精制
• 3.2.3 MPCOH 单体的合成
• 3.2.4 聚氨酯的表面改性
• 3.3 分析表征方法
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 MPCOH 合成分析
• 3.4.2 PDMS 改性聚氨酯的表面修饰接触角测试
• 3.4.3 体外血小板粘附试验
• 3.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间主要成果
• 致谢