当前位置:主页 > 硕博论文 > 工程博士论文 >

利用动态共价键构筑可注射自修复水凝胶

发布时间:2018-03-31 04:01

  本文选题:可注射水凝胶 切入点:自修复 出处:《中国科学技术大学》2017年博士论文


【摘要】:可注射水凝胶在药物输运,组织工程以及细胞3D培养等生物领域有着广泛的应用前景。相比于传统的制备水凝胶的方式,其原位凝胶化的特性使其有着植入简便,药物包埋简单,形状自适应性强等优点,因此在生物医药领域一直备受关注。而植入人体内的水凝胶由于一直受着外力的持续作用,难免发生破损。因此,为避免由此带来的一系列问题,在满足可注射要求的同时,将自修复性能引入所制备的凝胶中,将极大实用价值。本文就主要集中于开发利用动态共价键设计和制备可注射自修复材料的新策略,并探索其机理与实用价值。具体来说,主要分为以下三个方面:设计制备了一种基于扩链F127(PE090-PPO65-PEO90)多嵌段聚合物的温敏性可注射自修复水凝胶。具体方式为通过端基改性,在F127分子的两端引入醛基,然后用己二酸二酰肼作为扩链剂,在室温条件下发生缩聚反应,得到通过酰腙键连接的多嵌段温敏性聚合物。这种多嵌段聚合物依然保留着F127本身的温敏性,因而可以在低温下保持低黏度的溶液状态,当温度升高到生理温度(37℃)后,可以原位发生快速的溶胶凝胶转变。这一性质使其可以被用作可注射水凝胶。同时,由于体系中存在可以在温和条件下发生可逆的断裂和再生的动态酰腙键,因而所制备的凝胶还被赋予了自修复性能。这种凝胶主体虽然仍是F127,但相比于普通的F127凝胶具有更好的机械性能,更低的成胶浓度以及更长的浸溶时间,有效的拓展了基于F127的可注射水凝胶的应用范围。通过将巯基改性的F127和1,2-二噻戊环改性的PEG共溶在水中,合成了一种可以在弱酸性到碱性条件下均可自修复的可注射水凝胶。通过简单的将巯基改性的F127和二噻戊环改性的聚乙二醇在共溶将巯基改性的F127和1,2-二噻戊环改性的PEG共溶在水中,合成了一种可以在弱酸性到碱性条件下均可自修复的可注射水凝胶在水中,在适当升温促使巯基的二硫键的交换反应达到平衡,即可得到动态交联的可注射水凝胶。这种交联的水凝胶依然具有温敏性,因此可以在低温下以低黏度的溶液状态被注射到生物体的目标位置,并在注射后在生理温度的刺激下原位发生快速的凝胶化。而且,相比于普通的直链二硫键,五元环内的二硫键由于受到环张力的影响,其活性被大大提高,使得原本只能在碱性条件下发生的巯基-二硫键交换反应可以在弱酸性条件下发生,由此赋予了凝胶在弱酸性到碱性这样一个广泛的pH范围内均可自修复的性能。考虑到二硫键是一种在生物体内如蛋白质中广泛存在的一种化学键,基本不具有细胞毒性,因此这种可注射水凝胶在药物输运,组织工程,细胞3D培养等方面可能有着更加广阔的应用前景。提出了一种新的设计制备机械性能和成胶时间可调,同时还具有双重pH响应的自修复性能的动态互穿网络水凝胶的手段。运用双筒注射器,将两种不同组分的聚合物溶液在注射的同时在针头处混合,制备出了由酰腙和苯硼酸酯分别充当动态交联点的两重正交动态聚合物网络相互穿插而形成的全互穿网络动态水凝胶。其交联时间和机械性能都可以简单的通过体系pH值和固含量来进行调控。而且由于酰腙和苯硼酸酯的交换反应发生在不同的pH条件下,最终所制备的水凝胶在酸性和碱性条件下均可自修复。除此之外,还可以利用调节体系pH值,选择性的降解其中一套聚合物网络,使得凝胶结构可以在全互穿网络和半互穿网络结构中发生可逆的转变,从而达到调节凝胶的微观多孔结构以及宏观的机械性能的目的。这一性质在药物输运和组织工程等领域有着潜在的应用前景。
[Abstract]:A self - repairing hydrogel capable of self - repairing can be prepared by introducing thiol - modified F127 and 1 , 2 - thiadiazole modified PEG into water to obtain a multi - block temperature - sensitive polymer capable of self - repairing under mild conditions .

【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ427.26

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 马步勇;新型耐腐蚀耐磨互穿网络型材料[J];合成橡胶工业;1988年03期

2 谭培文,谢洪泉;蓖麻油型聚氨酯和聚取代乙烯聚合物的互穿网络[J];合成橡胶工业;1984年03期

3 梁文忠,韩宝珍,朱秀昌;互穿网络型聚4—乙烯吡啶树脂的稳定性研究[J];离子交换与吸附;1986年02期

4 孙慧;林建明;吴季怀;李伟杰;;两步水溶液聚合法合成聚丙烯酸盐/淀粉半互穿网络水凝胶[J];高分子材料科学与工程;2008年06期

5 冯青,靳松,陈庆民,余学海;聚硫橡胶和环氧树脂互穿网络和共聚网络[J];功能高分子学报;1996年03期

6 姚克俭;;聚氨酯互穿网络与反应注射成型[J];黎明化工;1991年01期

7 黄旭东,刘志红,刘皓,过俊石,谢洪泉;聚氨酯/环氧树脂互穿网络二阶非线性光学材料[J];高分子材料科学与工程;1998年01期

8 B.Ramarm;P.Rajalingam;Ganga Radhakrishnan;雷海军;;以丁苯胶乳为基础的半互穿聚合物网络的热、机械性能及其形态[J];橡胶参考资料;1993年12期

9 武维汀,台会文,张留成;蓖麻油聚氨酯-环氧树脂互穿网络的热机械研究[J];材料工程;1995年04期

10 武维汀,台会文,张留成;蓖麻油聚氨酯-环氧树脂互穿网络的热机械研究[J];河北工业大学学报;1996年01期

相关会议论文 前10条

1 岳玉梅;王丕新;;聚乙烯醇和聚丙烯酸的互穿网络膜的制备及性质[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年

2 贾继书;张大伦;刘艳芳;范夕萍;谭惠民;;聚氨酯/环氧树脂互穿网络的合成及研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年

3 张鹏;李宗慧;潘毅;刘拓;郑朝晖;丁小斌;彭宇行;;酯交换法合成聚乙二醇/聚甲基丙烯酸全互穿网络复合物及其形状记忆性能的研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年

4 谢昌顺;罗素蓉;;自修复智能混凝土的研究进展[A];第三届海峡两岸土木建筑学术研讨会论文集[C];2007年

5 朱锦龙;王吉德;徐世美;;具有互穿网络凝胶涂层的油水分离网膜[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第01分会:表面物理化学[C];2014年

6 容敏智;姚丽;汪海平;章明秋;;热塑性聚合物的自修复[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

7 宋世远;陈国需;杨长江;张楠;;振动信号在线检测自修复效果的可行性研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(二)[C];2006年

8 容敏智;章明秋;;本征型自修复高分子材料的分子结构与化学机制[A];2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会论文摘要集[C];2013年

9 魏宏亮;楚晖娟;朱靖;赵子璇;;基于聚丙烯酰胺和纤维素的互穿网络水凝胶的合成与表征[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题I:生物高分子与天然高分子[C];2013年

10 李宗慧;丁小斌;刘国勤;郑朝晖;成煦;彭宇行;;聚乙二醇双丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯互穿网络的合成及形状记忆行为研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年

相关重要报纸文章 前3条

1 本报记者 陈建辉;让机械装备自己治“病”[N];经济日报;2004年

2 华凌;美研制出像皮肤一样可自愈的新塑料[N];科技日报;2012年

3 华凌;美开发出自修复超级光滑涂层[N];科技日报;2014年

相关博士学位论文 前10条

1 余瀚森;利用动态共价键构筑可注射自修复水凝胶[D];中国科学技术大学;2017年

2 贾羽洁;聚苯胺—聚对苯乙烯磺酸水凝胶基活性炭的制备与应用基础研究[D];中国林业科学研究院;2017年

3 杨伯光;聚噻吩基导电水凝胶研制及其在心肌组织工程中的应用研究[D];天津大学;2016年

4 艾克热木.牙生;基于不同相互作用的形状记忆水凝胶的设计和性能表征[D];中国科学技术大学;2017年

5 高利龙;多官能度聚乙二醇衍生物的合成、凝胶化及其生物医学应用[D];浙江大学;2016年

6 廖文文;基于聚丙烯酸甲酯的IPN型吸附树脂的研究[D];湖南师范大学;2011年

7 汤琦;硅水凝胶互穿网络材料的制备与性能研究[D];东华大学;2010年

8 张松松;仿生减阻涂层的制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2016年

9 陈文刚;矿石粉体作为自修复添加剂的摩擦学作用机理研究[D];大连海事大学;2008年

10 于珊;细胞选择性梯度生物材料的构建及其调控细胞迁移行为研究[D];浙江大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 廖悦;光敏感自变形水凝胶作为无接触式3D宏观/微观光打印平台的研究[D];天津大学;2016年

2 李曼曼;基于半互穿网络体系的三聚氰胺甲醛树脂改性研究[D];南京理工大学;2015年

3 贾凤君;高强度温敏性水凝胶的合成与性能研究[D];青岛科技大学;2015年

4 白利秀;聚乙烯醇基互穿网络复合材料的微波响应型形状记忆性能[D];太原理工大学;2015年

5 李坤;环境响应型PVDF互穿网络膜的制备及性能研究[D];天津工业大学;2016年

6 秦承玲;海藻酸盐基水凝胶的制备及其性能研究[D];东华大学;2017年

7 谢先东;纳米TiN添加剂润滑条件下GCr15钢润滑与自修复性能的研究[D];西南交通大学;2015年

8 董利;水泥混凝土自修复技术试验研究[D];重庆交通大学;2013年

9 彭翠华;CO-PU/HCAA互穿网络型聚合物的研究[D];华中师范大学;2008年

10 徐磊;聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯互穿网络体系的聚合动力学及阻尼性能[D];浙江大学;2013年



本文编号:1689032

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/1689032.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户199b3***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com