生物可降解共聚酯材料制备完全可降解心脏封堵器研究

发布时间：2020-08-13 19:13

【摘要】：心脏封堵器是治疗先天性心脏病常用的一种医疗器械。目前临床上使用的封堵器基本上都是金属合金材料制成,被植入后封堵器将终生存在于心脏内,可能会导致内皮化不全所致的血栓形成、瓣膜磨损或穿孔、镍离子过敏或毒性反应以及影响未来左心系统心内直视手术。本课题研究使用生物可降解聚酯材料代替金属材料制备完全可降解心脏封堵器,合成了高分子量的聚(丙交酯-三亚甲基碳酸酯)(PLT)二元共聚物和聚(丙交酯-三亚甲基碳酸酯-乙交酯)(PLTG)三元共聚物,并对所有共聚物进行表征。研究了材料的分子量、热性能、力学性能、降解行为以及生物相容性等基本性能,并采用3D打印技术设计并打印了可降解心脏封堵器样品。主要的研究内容如下:(1)以辛酸亚锡为催化剂开环聚合合成不同单体配比的二元共聚物PLT和三元共聚物PLTG,所有的共聚物的分子量均超过80000。对共聚物的的化学结构、热性能、力学性能进行了表征。三亚甲基碳酸酯(TMC)和乙交酯(GA)单体的加入降低了分子链的规整度,共聚物的结晶能力大幅降低,玻璃化转变温度也相应的降低。在材料力学性能方面,三亚甲基碳酸酯单体的引入能极大的提高共聚物的断裂伸长率,但是拉伸强度和杨氏模量均有所降低;乙交酯组分的加入使得共聚物的拉伸强度轻微下降,但是断裂伸长率有了大幅提高。(2)研究了PLT95/5、PLT75/25、PLTG95/5/5、PLTG75/25/5在PBS缓冲溶液中的降解行为。三亚甲基碳酸酯含量的增加会加快共聚物的降解速率,加入少量乙交酯单体后的三元共聚物的降解速率更快。降解12周之后四组共聚物材料的分子量均在50000以上,保持一定的力学强度,符合封堵器对可降解材料的性能要求。(3)从血液相容性角度出发对PLT95/5、PLT75/25、PLTG95/5/5、PLTG75/25/5的生物相容进行了表征。结果显示材料的溶血率均小于5%,对红细胞的破坏程度很小;材料的血浆复钙时间超出阳性对照60%以上;动态凝血实验表明材料对内源性凝血因子的被激活程度低。四组材料都有良好的生物相容性。(4)以PLT75/25为原料,使用3D打印技术打印出了可降解封堵器。对封堵器样品进行了分子量和弹性恢复能力进行了表征。共聚物在经过加工之后仍然具有较高的分子量,保持着良好的力学强度。同时封堵器样品也表现出良好的弹性恢复能力,并且其力学性能能满足静态的封堵环境。因此,本课题开发的共聚物制作的封堵器具有良好的强度和韧性,合适的降解速率,优良的生物相容性和可加工型,在可降解封堵器领域有良好的应用前景。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH789;TQ317

【参考文献】

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本文编号：2792403