高弹低溶胀水凝胶人工血管材料研究

发布时间：2017-04-11 08:06

  本文关键词：高弹低溶胀水凝胶人工血管材料研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人工血管是修复和替代病变血管的假体,大口径的人工血管产品已成功应用临床,小口径的人工血管尚处于研究阶段。水凝胶应用于生物材料领域已有多年,但是作为人工血管材料的研究较少。一方面,水凝胶的力学性能有待提高。另一方面,水凝胶在湿态环境下会发生体积溶胀,因此用于人工血管材料会导致管腔减小,容易诱发血栓。本课题以海藻酸钠和丙烯酰胺为原材料,将物理交联和化学交联相结合,制备了一系列水凝胶。分析了海藻酸钠质量分数和CaCl2质量分数分别对水凝胶溶胀率及力学性能的影响。在优先降低溶胀率,再提高力学性能的前提下,最终筛选出海藻酸钠质量分数为2.3%,CaCl2质量分数为0.42%的水凝胶材料作为优选材料。然后,自主设计了管道器官浇注模具,探索了涤纶单丝编织管的制备,分别获得了海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶管道和增强管道,并对其性能进行了表征。最后,评价了这种高弹低溶胀海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶血管材料的生物相容性,包括细胞活性和溶血率。根据海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶制备方案,得到的9个不同参数的试样呈淡黄色透明胶体状,在外观上无明显差异;手感柔软,弹性较好,有韧性;SEM结果表明:海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶截面为多孔结构,孔径较均匀,孔径主要分布在40~60μm;溶胀率结果表明:9个试样均在12h内达到溶胀平衡;在优先考虑降低溶胀率的前提下,选择水凝胶制备参数为海藻酸钠质量分数为2.3%,CaCl2质量分数为0.42%即5#水凝胶试样,作为之后的研究对象。通过模具设计,浇注水凝胶溶液制备海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶血管材料。研究发现,编织角为55±0.5°的涤纶单丝编织管,其管径缩小率为17.60±0.82%,与5#水凝胶管道最为接近;5#水凝胶血管材料溶胀率接近于100%,内直径随时间延长,几乎保持不变;力学性能测试结果发现:5#水凝胶增强管道最大压缩应力为351.05kPa,压缩弹性回复率为95.22±0.66%;其轴向拉伸至50%时,应力为200.54kPa,高于猪颈动脉(185kPa),缝合线固位强力为8.35N,高于狗的股动脉(7.9N);5#水凝胶血管材料在理想压力下动态顺应性为3.54±0.27%/100mmHg,最接近于人体股动脉顺应性值(3.8-6.5%/100mmHg);由此可知,5#海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶血管材料可以作为高弹低溶胀水凝胶人工血管材料研究。对5#海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶血管材料生物相容性研究发现:水凝胶血管材料溶血率为0.38%,远远小于标准规定的5%,说明水凝胶的表面性能和人体血管差异较小,不会破坏红细胞;体外细胞毒性测试结果表明:酒精灭菌和伽马射线灭菌这两种方式下,海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶材料的细胞活性无明显差异;5#海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶材料细胞活性较低,说明材料的生物活性较差,需要进一步改进研究。
【关键词】：水凝胶 海藻酸钠 丙烯酰胺 溶胀 人工血管
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ427.26;R318.08
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 人工血管的研究现状11-16
• 1.1.1 组织工程小口径人工血管11-13
• 1.1.2 静电纺小口径人工血管13-14
• 1.1.3 纺织基小口径人工血管14-16
• 1.2 生物医用水凝胶研究现状16-18
• 1.3 本课题的研究目标和研究内容18-19
• 1.3.1 研究目标18
• 1.3.2 研究内容18-19
• 第二章 海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶研究19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 实验材料与仪器19-20
• 2.2.1 实验材料19-20
• 2.2.2 实验仪器20
• 2.3 结果与讨论20-29
• 2.3.1 海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶制备20-21
• 2.3.2 海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶性能表征21-29
• 2.4 结论29-31
• 第三章 海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶血管材料研究31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 实验材料与方法31-38
• 3.2.1 实验材料与仪器31-32
• 3.2.2 实验方法32-38
• 3.3 结果与讨论38-45
• 3.3.1 管壁厚度38-39
• 3.3.2 溶胀率39-40
• 3.3.3 压缩弹性40-41
• 3.3.4 轴向拉伸强度41-43
• 3.3.5 缝合线固位强力43-44
• 3.3.6 动态顺应性44-45
• 3.4 结论45-47
• 第四章 海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶血管材料47-54
• 4.1 引言47
• 4.2 实验材料与方法47-50
• 4.2.1 实验材料、仪器47-48
• 4.2.2 实验方法48-50
• 4.3 结果与讨论50-53
• 4.3.1 溶血实验50-52
• 4.3.2 体外细胞毒性实验52-53
• 4.4 结论53-54
• 第五章 总结与展望54-56
• 5.1 总结54-55
• 5.2 展望55-56
• 参考文献56-60
• 攻读学位期间的研究成果60-61
• 致谢61

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张家庆;王武军;闫玉生;;小口径人工血管材料应用进展[J];实用医学杂志;2014年21期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨小元;丝涤混构小口径人造血管的成型及性能研究[D];东华大学;2014年

  本文关键词：高弹低溶胀水凝胶人工血管材料研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：298649