基于超临界CO 2 发泡工艺高开孔率PCL/PLA多孔支架的制备及力学性能研究
发布时间：2021-11-06 15:03
组织工程支架的制备是生物组织工程领域的重点和难点。支架材料要求具有生物相容性和生物可降解性,聚乳酸（PLA）与聚己内酯（PCL）作为被FDA批准的可植入人体的生物材料,其具有可再生植物来源性,生物相容性和生物可降解性。PLA具有硬而脆的特性,PCL具有软而韧的特性,将两者材料共混能使两种材料在性能上得到互补。理想的组织工程支架应具有立体的三维多孔结构,具有相互连通的多孔结构以有利于细胞在支架上的迁移和生长。超临界CO2（ScCO2）发泡是一种制备多孔材料的无污染,低能耗的加工工艺。本文以PCL/PLA共混物为材料,基于超临界CO2发泡为技术手段,开展工艺为条件-泡孔结构-力学性能的关系研究,为研究开拓血管组织工程支架制备技术提供理论基础与数据支撑。全文主要研究内容如下:1.高开孔率PCL/PLA多孔支架制备及泡孔结构调控。选用PCL与PLA生物材料按70/30的比例进行共混,基于间歇发泡技术,采用单因素实验方法分析饱和时间、饱和温度和饱和压力对微发泡材料泡孔结构的影响。结果表明随着饱和时间和饱和压力的增加泡孔尺寸逐渐减小,泡孔密度增加;随着饱和温度的增加泡孔尺寸逐渐增大,泡孔密度减小。...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．４静电纺丝装置工作示意图??
热致相分离法是采用改变温度诱导聚合物溶液发生相分离的过程，之后通??过一定方法去除溶剂从而获得多孔支架的方法。在ＴＩＰＳ方法中，聚合物以一定??的浓度在高温下溶于某种溶剂中形成均相溶液，如图１．５所示，在不同的温度??下聚合物／溶液双相体系溶液呈现不同的相形态，当温度降到临界点时均匀的聚??合物溶液会进入亚稳定或不稳定状态，这时溶液容易发生液－相分离，此时聚合??物与溶液形成相互连通的两相分离状态，之后再一定的条件下使该状态下将聚??合物结构固定，之后去除溶剂从而相互连通的多孔支架［２５］。在使用ＴＩＰＳ方法??制备多孔支架时，可以通过控制工艺条件进而控制支架的泡孔结构［２６，２７］。此外，??该技术也可以通过控制聚合物的浓度进而控制泡孔形态。但该技术难以控制支??架内部的孔隙分布，而且不易获得较大的泡孔、制备时间长、效率低，且该方??法使用有机溶剂，对后期细胞生长不利。??Ｃｒｉｔｉｃａｌ??—??Ｉ?ＷａｓｔｓＪｅ／?？?、＼＿严纖??§?＼?／?＾?＇?＊ｍ＾?Ｃｕｒｖｅ??Ｓ
泡法、连续发泡法和注塑发泡法［３３］。??（１）间歇发泡??间歇发泡发是历史最悠久的一种发泡工艺。图１．８为工艺流程图。发泡过??程为：首先将样品放入高压釜中，之后将超临界流体通入高压反应釜中，保温??保压一定时间等待气体溶入聚合物基质达到饱和状态，最后迅速卸压并冷却定??型，从而得到多孔支架。在间歇发泡过程中，由于可以通过精确控制发泡工艺??进而达到有效控制泡孔结构，从而该方法得到广泛应用。??ｔ?Ｓｏｌｉｄ?ｓｔａｔｅ?Ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ??ｉｎｆｌａｔａｂｌｅ?ａｎｄ?ｇｒｏｗｔｈ?Ｃｅｌｌ?ｓｈａｐｅ??Ｓａｍｐｌｅ??Ｓｏｌｉｄ?—?一?—??＿?￣叫?ｒ?￣￣ｉ??Ｇａｓ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?Ａｕｔｏｃｌａｖｅ?Ｏｉｌ?ｂａｌｈ?Ｗａｔｅｒ?ｔａｎｋ??图１．８间歇发泡工艺流程图??（２）连续发泡法??挤出发泡是一种生产率最高效的方法，其能实现连续生产，图１．９为连续??发泡系统设备示意图。聚合物连续发泡过程如下：首先聚合物材料从喂料进入??挤出机系统，经过高温螺杆使聚合物熔融，在挤出机中间部位连接ｃｏ２注入系??统，当熔融聚合物通过挤出机中间部位时气体与聚合物进行共混，之后通过挤??出机螺杆的剪切作用使两相体系充分共混
【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界CO2发泡工艺对聚乳酸微孔纳米复合材料泡孔结构的影响[J]. 毛龙,文涛,刘跃军,姚进. 包装学报. 2017(04)
[2]n-HA/PA66/CS多孔材料的制备和性能（英文）[J]. 杨菲,罗仲宽,周莉,刘波,王晓锐,李明,丘渭遥,周兆平. 稀有金属材料与工程. 2016(S1)
[3]超临界CO2发泡法制备PLGA多孔组织工程支架[J]. 刘倩倩,唐川,杜哲,关怡新,姚善泾,朱自强. 高分子学报. 2013(02)
[4]超临界二氧化碳中聚苯乙烯的受限发泡[J]. 连小松,许志美,刘涛,赵玲. 高分子材料科学与工程. 2012(02)
[5]共混法制备聚丙烯开孔泡沫材料的研究[J]. 曹贤武,何丁,伍巍,黄益威,周南桥. 塑料工业. 2011(08)
[6]微孔(发泡)塑料的制备方法[J]. 邓小珍,柳和生. 轻工机械. 2006(02)
[7]组织工程的基本概念[J]. 孙骅,郑敬民. 肾脏病与透析肾移植杂志. 2005(02)
[8]组织工程学方法体外构建血管的研究[J]. 张燕忠,刘阳,曹谊林,张柏根. 中华实验外科杂志. 2005(01)
博士论文
[1]聚乳酸多孔支架制备及泡孔结构与形态的研究[D]. 陈斌艺.华南理工大学 2014
本文编号：3480045
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．４静电纺丝装置工作示意图??
热致相分离法是采用改变温度诱导聚合物溶液发生相分离的过程，之后通??过一定方法去除溶剂从而获得多孔支架的方法。在ＴＩＰＳ方法中，聚合物以一定??的浓度在高温下溶于某种溶剂中形成均相溶液，如图１．５所示，在不同的温度??下聚合物／溶液双相体系溶液呈现不同的相形态，当温度降到临界点时均匀的聚??合物溶液会进入亚稳定或不稳定状态，这时溶液容易发生液－相分离，此时聚合??物与溶液形成相互连通的两相分离状态，之后再一定的条件下使该状态下将聚??合物结构固定，之后去除溶剂从而相互连通的多孔支架［２５］。在使用ＴＩＰＳ方法??制备多孔支架时，可以通过控制工艺条件进而控制支架的泡孔结构［２６，２７］。此外，??该技术也可以通过控制聚合物的浓度进而控制泡孔形态。但该技术难以控制支??架内部的孔隙分布，而且不易获得较大的泡孔、制备时间长、效率低，且该方??法使用有机溶剂，对后期细胞生长不利。??Ｃｒｉｔｉｃａｌ??—??Ｉ?ＷａｓｔｓＪｅ／?？?、＼＿严纖??§?＼?／?＾?＇?＊ｍ＾?Ｃｕｒｖｅ??Ｓ
泡法、连续发泡法和注塑发泡法［３３］。??（１）间歇发泡??间歇发泡发是历史最悠久的一种发泡工艺。图１．８为工艺流程图。发泡过??程为：首先将样品放入高压釜中，之后将超临界流体通入高压反应釜中，保温??保压一定时间等待气体溶入聚合物基质达到饱和状态，最后迅速卸压并冷却定??型，从而得到多孔支架。在间歇发泡过程中，由于可以通过精确控制发泡工艺??进而达到有效控制泡孔结构，从而该方法得到广泛应用。??ｔ?Ｓｏｌｉｄ?ｓｔａｔｅ?Ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ??ｉｎｆｌａｔａｂｌｅ?ａｎｄ?ｇｒｏｗｔｈ?Ｃｅｌｌ?ｓｈａｐｅ??Ｓａｍｐｌｅ??Ｓｏｌｉｄ?—?一?—??＿?￣叫?ｒ?￣￣ｉ??Ｇａｓ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?Ａｕｔｏｃｌａｖｅ?Ｏｉｌ?ｂａｌｈ?Ｗａｔｅｒ?ｔａｎｋ??图１．８间歇发泡工艺流程图??（２）连续发泡法??挤出发泡是一种生产率最高效的方法，其能实现连续生产，图１．９为连续??发泡系统设备示意图。聚合物连续发泡过程如下：首先聚合物材料从喂料进入??挤出机系统，经过高温螺杆使聚合物熔融，在挤出机中间部位连接ｃｏ２注入系??统，当熔融聚合物通过挤出机中间部位时气体与聚合物进行共混，之后通过挤??出机螺杆的剪切作用使两相体系充分共混
【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界CO2发泡工艺对聚乳酸微孔纳米复合材料泡孔结构的影响[J]. 毛龙,文涛,刘跃军,姚进. 包装学报. 2017(04)
[2]n-HA/PA66/CS多孔材料的制备和性能（英文）[J]. 杨菲,罗仲宽,周莉,刘波,王晓锐,李明,丘渭遥,周兆平. 稀有金属材料与工程. 2016(S1)
[3]超临界CO2发泡法制备PLGA多孔组织工程支架[J]. 刘倩倩,唐川,杜哲,关怡新,姚善泾,朱自强. 高分子学报. 2013(02)
[4]超临界二氧化碳中聚苯乙烯的受限发泡[J]. 连小松,许志美,刘涛,赵玲. 高分子材料科学与工程. 2012(02)
[5]共混法制备聚丙烯开孔泡沫材料的研究[J]. 曹贤武,何丁,伍巍,黄益威,周南桥. 塑料工业. 2011(08)
[6]微孔(发泡)塑料的制备方法[J]. 邓小珍,柳和生. 轻工机械. 2006(02)
[7]组织工程的基本概念[J]. 孙骅,郑敬民. 肾脏病与透析肾移植杂志. 2005(02)
[8]组织工程学方法体外构建血管的研究[J]. 张燕忠,刘阳,曹谊林,张柏根. 中华实验外科杂志. 2005(01)
博士论文
[1]聚乳酸多孔支架制备及泡孔结构与形态的研究[D]. 陈斌艺.华南理工大学 2014
本文编号：3480045
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/swyx/3480045.html
