医用聚氨酯粘合剂的设计、合成及性能研究

发布时间：2020-05-27 14:38

【摘要】：近几年来,研制可替代缝合线的医用粘合剂已经成为生物医用材料领域的研究热点之一。但是,开发在湿组织中具强粘合性、可控降解性和机械性能好以及生物相容性优异的外科粘合剂仍然面临重大挑战。受天然植物和海洋生物的启发,本文利用蓖麻油和多巴胺的分子结构特性,将其引入到聚氨酯的链段结构中,制备了一种由蓖麻油和多巴胺改性的新型生物基聚氨酯组织粘合胶,并对其理化性能及生物学性能进行了详细研究。(1)合成了不同蓖麻油含量的以异氰酸根封端的聚氨酯粘合剂(PU-PEG-CO-X)。当蓖麻油用量占产物固体总质量为3%,6%,9%和12%时,本文分别合成了异氰酸根封端的聚氨酯粘合剂,并对其干燥性能、机械性能和生物学性能等进行了研究。结果表明:蓖麻油的用量对粘合剂的综合性能而言存在一个最佳浓度。聚氨酯体系表干时间随着蓖麻油用量的增加而增加,但体系的实干时间却有显著降低。DSC分析表明,该聚合物体系的玻璃化转变温度(T_g)随蓖麻油含量的增加而稳定增加。当蓖麻油用量为6 wt%时,所得粘合剂的剪切强度、粘合强度、生物降解速率、蛋白质吸附性能和细胞相容性最佳,尤其是其蛋白质吸附量可低至29.6±9.5μg BSA/cm~2。(2)设计、合成了多巴胺封端的蓖麻油基聚氨酯粘合剂。在前述(1)的基础上,加入多巴胺,通过多巴胺的-NH_2和聚氨酯预聚物的-NCO形成的脲键连接,引入邻苯二酚结构,成功制备了酚羟基封端的聚氨酯粘合剂(COGlu-CO-X)。研究结果表明:在多巴胺完全封端的前提下,不同蓖麻油含量的聚氨酯粘合剂的性质表现出显著性的差异,其中粘合剂的凝胶(固化)时间随蓖麻油的用量增大而降低,而胶膜的吸水溶胀率和T_g则由此逐渐升高。粘合剂的机械强度结果表明,多巴胺的邻苯二酚单元的引入增强了粘合剂对湿组织的粘结力,且邻苯二酚含量越高,这种粘结力越大。此外,体系的生物降解率、蛋白质吸附量和细胞毒性均维持在一个较低的水平。综合各方面结果,COGlu-CO-9%表现出最佳的综合性能,其较短的凝胶时间(229 s)、最低的溶胀率(53.8±3.5%)和蛋白质吸附量(166±21μg BSA/cm~2)以及较高的机械强度(均超过40.0 kPa)均表明其具有较好的应用适用性。
【图文】：

分析过的和经体外降解处理过的胶膜（即降解 0周和 7周的燥 24 h，然后小心地粘在双面导电胶上，喷金处理 12V 加速电压，通过冷场发射扫描电子显微镜采集图像，形貌[77]。测试料与试验协会 ASTM F2255-05，ASTM F2458-05和 A剂样品的剪切强度，，伤口粘合强度和破裂强度。重复偏差（Mean±SD）表示。

华南理工大学硕士学位论文存在吸收峰，此峰可归为产物中的封端-N=C=O 基团为聚氨酯软链段 PEG 400 中大量存在的-CH2。氨基甲 3329 cm-1处的红外谱峰。由于属于-OH 和-NH 的吸分或完全重合，因此蓖麻油的-OH和 IPDI的-NCO之间H 的化学位移加以确定[13]。来自聚氨酯中-NHCOO（-NH 伸缩振动峰）、1714 cm-1（-C=O 的伸缩振动中的-NH）均能找到其相应位置，并且 1305 cm-1（-C吸电子诱导效应而移动到高波数[85]。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ430.1

【参考文献】

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本文编号：2683680