聚乙烯醇/海藻酸钠水凝胶的制备及性能
发布时间：2021-06-29 00:40
水凝胶材料具有优异的生物相容性,是最早为大家所认知的人体生物材料。人工合成聚合物水凝胶具有可控的交联过程、结构和机械性质,天然聚合物水凝胶则表现出特异的功能性。然而在单独使用时,它们各自的性能缺陷使其不能与人体环境良好的匹配。通过人工合成聚合物与天然聚合物的复合,可以制得具有良好功能性质和可控结构及机械性能的生物材料,从而改善其临床适用性。本文采用两步交联法制备了聚乙烯醇/海藻酸钠复合凝胶。通过反应动力学实验和平衡水分含量的测定,了解制备条件对复合凝胶交联程度、溶胀度和含水率的影响。分别利用SEM、DTA-TGA对复合凝胶的结构和热性能进行表征。同时研究了凝胶配比、冷冻-解冻循环次数和氯化钙溶液浓度等因素对凝胶机械性能、溶胀性能以及药物缓释规律的影响。本文还对复合凝胶在模拟生理体液中的行为进行了初步研究,为其在生物材料领域应用提供科学依据。PVA和SA的混合溶液经数次冷冻-解冻循环后,浸入一定浓度钙离子溶液中,制得平衡水分含量约89.5% 93.6%的复合水凝胶。通过扫描电镜观察发现,虽然复合凝胶的微观形态随SA含量变化而出现一定差异,但凝胶结构均一,说明两种聚...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PVA凝胶的制备工艺图
图 1.3 M 片段和 G 片段结构式[42]SA微溶于水，且不溶于大部分有机溶剂。溶于碱性溶液中时，该溶液具有一定的粘性。SA粉末遇水变湿，由于水合作用，其表面具有粘性，使得粉末迅速粘合在一起形成团块，团块缓慢水化最终溶解。当水中含有其它亲水的化合物时，由于水合作用的竞争关系，海藻酸钠更难溶解于水中。水中的淀粉等碳水化合物或蛋白质会降低海藻酸钠的水合速率，导致溶解时间增大。具有单价阳离子的盐（如NaCl）在浓度高于0.5%时也会有类似的作用。海藻酸的G片段在室温下对二价离子（钙、锶、钡等）具有相对较高的亲和力。在二价离子的水溶液中，海藻酸链能快速的发生交联反应形成凝胶，其中反向的两个相邻的G片段与一个二价阳离子发生反应，形成一个四配位基结构，然后形成众所周知的蛋盒模型（图1.4）。单价阳离子和Mg2+不能使SA形成凝胶，而SA与Ba2+和Sr2+所形成的凝胶比SA与Ca2+形成的凝胶性能更好。其它二价阳离子如：Zn2+、Cu2+、Mn2+、Cd2+、Co2+Ni2+和Pb2+等也能与海藻酸钠交联形成凝胶，但由于这些离子具有毒性，降低了其在生物材料领域的临床适用性。此外，还可以使用1-乙基-3-（3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺
二价离子的水溶液中，海藻酸链能快速的发生交联反应形成凝胶，其中反向的两个相邻的G片段与一个二价阳离子发生反应，形成一个四配位基结构，然后形成众所周知的蛋盒模型（图1.4）。单价阳离子和Mg2+不能使SA形成凝胶，而SA与Ba2+和Sr2+所形成的凝胶比SA与Ca2+形成的凝胶性能更好。其它二价阳离子如：Zn2+、Cu2+、Mn2+、Cd2+、Co2+、Ni2+和Pb2+等也能与海藻酸钠交联形成凝胶，但由于这些离子具有毒性，降低了其在生物材料领域的临床适用性。此外，还可以使用1-乙基-3-（3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）等蛋白形式的化学试剂实现藻酸盐的共价交联，从而增强对藻酸盐机械性能和溶胀性的控制。图1.4 蛋盒模型[42]
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型海藻酸盐水凝胶真皮支架材料的制备及其表征[J]. 朱家源,王琴梅,朱斌,唐冰,蔡浩. 中国组织工程研究与临床康复. 2008(41)
[2]生物降解聚乙烯醇研究进展[J]. 李敏,堵国成,陈坚. 食品与生物技术学报. 2008(05)
[3]萘普生海藻酸钙凝胶微丸的制备及体外释药[J]. 孙淑萍,李高,沈灵佳,刘红,周利娟. 中国医院药学杂志. 2007(04)
[4]生物医用复合材料研究现状及发展趋势[J]. 王俊. 新材料产业. 2007(03)
[5]化学交联聚乙烯醇（PVA）水凝胶的合成、表征及溶胀特性[J]. 李文波,薛锋,程镕时. 高分子学报. 2006(05)
[6]应力状态下软骨细胞研究进展[J]. 李伟,肖德明. 国外医学(骨科学分册). 2005(03)
[7]海藻酸钙凝胶微球软组织填充材料的制备与体内吸收性的考察[J]. 许岩,王为,雄鹰,包德才,张旭朗,马小军. 中国生物医学工程学报. 2004(05)
[8]聚乙烯醇水凝胶的制备及应用进展[J]. 吴李国,章悦庭,胡绍华. 东华大学学报(自然科学版). 2001(06)
[9]PEO/PVA水凝胶伤口敷料的毒性和疗效评价[J]. 杨占山,朱南康,杨淑琴,米志苏. 辐射研究与辐射工艺学报. 2000(02)
[10]辐射交联聚乙烯醇水凝胶研究[J]. 杨荣杰,韩颂军. 北京理工大学学报. 1997(04)
博士论文
[1]基质型高分子药物缓释体系的研究[D]. 林媚.复旦大学 2007
[2]聚合物基仿生人工软骨材料的制备与摩擦学性能研究[D]. 吴刚.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]聚乳酸/β-磷酸三钙系可降解骨修复材料的生物降解性能研究[D]. 罗琳.四川大学 2006
本文编号：3255360
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PVA凝胶的制备工艺图
图 1.3 M 片段和 G 片段结构式[42]SA微溶于水，且不溶于大部分有机溶剂。溶于碱性溶液中时，该溶液具有一定的粘性。SA粉末遇水变湿，由于水合作用，其表面具有粘性，使得粉末迅速粘合在一起形成团块，团块缓慢水化最终溶解。当水中含有其它亲水的化合物时，由于水合作用的竞争关系，海藻酸钠更难溶解于水中。水中的淀粉等碳水化合物或蛋白质会降低海藻酸钠的水合速率，导致溶解时间增大。具有单价阳离子的盐（如NaCl）在浓度高于0.5%时也会有类似的作用。海藻酸的G片段在室温下对二价离子（钙、锶、钡等）具有相对较高的亲和力。在二价离子的水溶液中，海藻酸链能快速的发生交联反应形成凝胶，其中反向的两个相邻的G片段与一个二价阳离子发生反应，形成一个四配位基结构，然后形成众所周知的蛋盒模型（图1.4）。单价阳离子和Mg2+不能使SA形成凝胶，而SA与Ba2+和Sr2+所形成的凝胶比SA与Ca2+形成的凝胶性能更好。其它二价阳离子如：Zn2+、Cu2+、Mn2+、Cd2+、Co2+Ni2+和Pb2+等也能与海藻酸钠交联形成凝胶，但由于这些离子具有毒性，降低了其在生物材料领域的临床适用性。此外，还可以使用1-乙基-3-（3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺
二价离子的水溶液中，海藻酸链能快速的发生交联反应形成凝胶，其中反向的两个相邻的G片段与一个二价阳离子发生反应，形成一个四配位基结构，然后形成众所周知的蛋盒模型（图1.4）。单价阳离子和Mg2+不能使SA形成凝胶，而SA与Ba2+和Sr2+所形成的凝胶比SA与Ca2+形成的凝胶性能更好。其它二价阳离子如：Zn2+、Cu2+、Mn2+、Cd2+、Co2+、Ni2+和Pb2+等也能与海藻酸钠交联形成凝胶，但由于这些离子具有毒性，降低了其在生物材料领域的临床适用性。此外，还可以使用1-乙基-3-（3-二甲基氨丙基）-碳化二亚胺（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）等蛋白形式的化学试剂实现藻酸盐的共价交联，从而增强对藻酸盐机械性能和溶胀性的控制。图1.4 蛋盒模型[42]
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型海藻酸盐水凝胶真皮支架材料的制备及其表征[J]. 朱家源,王琴梅,朱斌,唐冰,蔡浩. 中国组织工程研究与临床康复. 2008(41)
[2]生物降解聚乙烯醇研究进展[J]. 李敏,堵国成,陈坚. 食品与生物技术学报. 2008(05)
[3]萘普生海藻酸钙凝胶微丸的制备及体外释药[J]. 孙淑萍,李高,沈灵佳,刘红,周利娟. 中国医院药学杂志. 2007(04)
[4]生物医用复合材料研究现状及发展趋势[J]. 王俊. 新材料产业. 2007(03)
[5]化学交联聚乙烯醇（PVA）水凝胶的合成、表征及溶胀特性[J]. 李文波,薛锋,程镕时. 高分子学报. 2006(05)
[6]应力状态下软骨细胞研究进展[J]. 李伟,肖德明. 国外医学(骨科学分册). 2005(03)
[7]海藻酸钙凝胶微球软组织填充材料的制备与体内吸收性的考察[J]. 许岩,王为,雄鹰,包德才,张旭朗,马小军. 中国生物医学工程学报. 2004(05)
[8]聚乙烯醇水凝胶的制备及应用进展[J]. 吴李国,章悦庭,胡绍华. 东华大学学报(自然科学版). 2001(06)
[9]PEO/PVA水凝胶伤口敷料的毒性和疗效评价[J]. 杨占山,朱南康,杨淑琴,米志苏. 辐射研究与辐射工艺学报. 2000(02)
[10]辐射交联聚乙烯醇水凝胶研究[J]. 杨荣杰,韩颂军. 北京理工大学学报. 1997(04)
博士论文
[1]基质型高分子药物缓释体系的研究[D]. 林媚.复旦大学 2007
[2]聚合物基仿生人工软骨材料的制备与摩擦学性能研究[D]. 吴刚.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]聚乳酸/β-磷酸三钙系可降解骨修复材料的生物降解性能研究[D]. 罗琳.四川大学 2006
本文编号：3255360
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