P3/4HB和PEG的新型交替嵌段聚氨酯的合成、表征及生物性能研究

P3/4HB和PEG的新型交替嵌段聚氨酯的合成、表征及生物性能研究

论文摘要

本文分别以不同4HB含量的P3/4HB和不同链长的PEG为原料、以1,6-六亚甲基二异氰酸酯为连接剂、辛酸亚锡为催化剂成功地合成了一系列的两亲性交替嵌段聚氨酯。为了确保最终聚合产物的交替结构,我们借助FTIR的表征,详细探讨了不同链长的PEG合成PEG-diisocyanate的最佳条件。从1H NMR,FTIR结果显示,交替嵌段聚氨酯的基本特征官能团可以清晰确认,同时验证了产物的嵌段结构。GPC结果说明产物的组分单一,通过控制反应的时间可以制备到不同分子量的聚合物,这就从另一侧面反映聚合物的交替结构。DSC数据显示:所有的聚合物都只有一个玻璃化转变温度,玻璃化转变温度是介于纯PEG和P3/4HB之间,表明材料是嵌段得到的。TGA的热降解曲线表明产物的热稳定性比P3/4HB有很大的提高,通过曲线上P3/4HB和PEG在嵌段共聚物中的含量积分计算,发现,与核磁积分计算的结果及反应物的投料比非常吻合。静态水接触角的结果显示:随着PEG的引入,材料表面的亲水性得到提高,PEG含量越高材料越亲水。SEM和AFM观察发现:选用不同链长的PEG和不同4HB含量的P3/4HB作为聚合片段可以调控共聚物的表面形态,材料表面的图形化产生表面的微相分离效果。血小板黏附的研究结果表明:交替嵌段共聚物的血液相容性相比原料P3/4HB有着质的变化。材料细胞相容性的研究结果表明:RaSMCs可以在材料表面黏附生长,证明材料对细胞没有毒性。体外降解的实验表明:水解是一种表面刻蚀的平缓降解过程,而酶解则是一种由内之外的降解,使得聚合物的结构整体松垮。在对P3/4HB-alt-PEG进行加工性能的研究时总结出,通过调节预聚物的链段可以制造出质地从软到硬,从韧到脆的材料。上述的表征结果充分显示P3/4HB-alt-PEG交替嵌段聚氨酯应用在抗凝血材料方面有潜在的生物医学价值。这样一来通过对交替嵌段聚氨酯高分子材料的研究就可以建立起这类生物医学高分子材料准确的化学结构、组成及性能之间的相互关系。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 重要缩写词对照表
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 聚羟基脂肪酸(PHA)简介
  • 1.3 PHA 的改性方法
  • 1.4 PHA 化学改性研究进展
  • 1.5 可生物降解聚氨酯的研究价值
  • 1.6 PHA 的聚氨酯化改性进展
  • 1.7 PHA 抗凝血材料的设计
  • 1.8 选题的创新点及其意义
  • 第二章 材料与预聚体的合成
  • 2.1 主要实验材料
  • 2.2 主要实验仪器
  • 2.3 材料及试剂的纯化
  • 2.4 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段共聚聚氨酯的合成
  • 2.4.1 P3/4HB-diol 的制备
  • 2.4.2 PEG-diisocyannate 的制备
  • 2.4.3 合成P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯
  • 第三章 P3/4HB-alt-PEG 聚氨酯的结构及性能表征
  • 3.1 主要的表征仪器
  • 3.2 表征及测试方法
  • 3.2.1 制备聚合物测试薄膜
  • 3.2.2 傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)
  • 3.2.3 核磁共振标(NMR)测试
  • 3.2.4 分子量和分子量分布表征
  • 3.2.5 热性能表征
  • 3.2.6 电子扫描显微镜(SEM)
  • 3.2.7 原子力显微镜(AFM)
  • 3.2.8 静态水接触角测试
  • 3.2.9 血小板黏附
  • 3.2.10 细胞培养
  • 3.2.11 细胞形貌观察
  • 3.2.12 CCK-8 检测
  • 3.2.13 聚合物的水解测试
  • 3.3 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯结构及性能表征
  • 3.4 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯的化学结构表征
  • 3.5 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯的分子量表征
  • 3.6 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯的热转变特性
  • 3.7 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯的热稳定性
  • 3.8 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯薄膜的表面形态分析
  • 3.9 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯薄膜的水接触角测试
  • 3.10 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯的血液相容性
  • 3.11 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯的细胞相容性
  • 3.12 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯的体外降解机理探讨
  • 第四章 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯的加工应用
  • 4.1 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯制膜
  • 4.2 P3/4HB-alt-PEG 交替嵌段聚氨酯加工成型初步探讨
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历及发表论文
  • 相关论文文献

    • [1].P3/4HB和滑石粉复合增韧填充PLA的研究[J]. 高分子通报 2014(02)
    • [2].氧等离子体表面改性P3/4HB无纺支架[J]. 生物医学工程研究 2008(03)
    • [3].转化生长因子β_1缓释微球对体外P3/4HB无纺支架细胞生长的影响[J]. 临床心血管病杂志 2008(06)

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