水响应形状记忆组织工程支架的设计制备与表征

发布时间：2017-09-19 20:23

  本文关键词：水响应形状记忆组织工程支架的设计制备与表征

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【摘要】：目前,对于形状记忆聚合物的研究越来越引起人们的关注,尤其是针对某些特殊功能的形状记忆聚合物的研究更是层出不穷。同时组织工程领域的研究也日益兴起,组织工程的核心是组织工程支架的制备与设计。具有形状记忆功能的组织工程支架在微创手术等领域展示出良好的应用前景,尤其是针对水响应的形状记忆组织工程支架更加具有实际应用价值。本论文设计制备出一系列具有水响应形状记忆效果的组织工程支架,系统地表征了它们的性能,并考察了它们和细胞的相互作用。具体的研究内容包括:(1)羟基化聚酯,聚富马酸辛二环氧(PFOE)的设计、合成和性能测试。首先基于近年来我们发展的酸诱导环氧开环反应,一步合成了主链上具有两个羟基的聚酯PFOE。通过核磁(1H NMR)、全反射红外光谱(ATR-FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、对水的接触角、热失重分析(TGA)、示差扫描量热分析(DSC)以及心肌细胞相容性实验表征了材料的结构、理化性质和细胞相容性。(2)PFOE水响应形状记忆组织工程支架的制备与性能表征。基于前面合成的PFOE,我们通过盐析法将其加工成组织工程支架,考察了不同交联时间对对支架性能的影响。通过全反射红外光谱(ATR-FTIR)对其结构进行了分析,通过热失重分析(TGA)、示差扫描量热分析(DSC)分析了不同交联时间下支架的热学性能。接着通过材料万能力学试验机测试了支架在干燥状态和湿态下的力学性能,PFOE支架在湿态下为可以循环压缩的弹性体,而在干态下是形变无法回复的塑性体,从力学角度揭示了PFOE支架具有水响应形状回复效应的原因。随后测定了支架的孔隙率并通过扫描电子显微镜(SEM)对其微观形态进行了表征。进而研究了支架吸水膨胀率以及其对水响应的形状记忆效应,结果表明PFOE支架在干燥状态下能够很好地保持临时形状,能够在水中完全回复到初始形状,用SEM照片考察了期间支架的微观形貌变化。最后研究了支架的体外降解性能。本文设计制备了新的生物相容的具有水响应形状记忆效应的组织工程支架,同时支架带有可修饰的羟基,可以引入更多的功能性基团获得一系列生物活性的功能化智能支架,为再生医学等生物医学领域提供了新材料。
【关键词】：水响应 形状记忆 组织工程 生物可降解 多孔支架
【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】：TQ317;R318.08
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-24
• 1.1 引言11
• 1.2 形状记忆聚合物的概述11-14
• 1.2.1 形状记忆聚合物的机理11-12
• 1.2.2 形状记忆聚合物的结构12-14
• 1.2.3 形状记忆聚合物的激发方式14
• 1.3 水响应形状记忆聚合物的研究进展14-16
• 1.4 形状记忆聚合物在生物医疗上的应用16-18
• 1.5 组织工程支架的介绍18-20
• 1.6 形状记忆组织工程支架的研究进展20-22
• 1.7 本课题的研究意义及设计思路22-24
• 第二章 PFOE的合成与表征24-35
• 2.1 引言24
• 2.2 实验部分24-28
• 2.2.1 实验药品24-25
• 2.2.2 PFOE的制备25
• 2.2.3 PFOE的结构表征与性能测试25-26
• 2.2.4 PFOE的热学性能测试26
• 2.2.5 PFOE对水接触角的测试26
• 2.2.6 PFOE的细胞相容性实验26-28
• 2.3 结果与讨论28-34
• 2.3.1 PFOE的合成28
• 2.3.2 PFOE的结构表征28-29
• 2.3.3 PFOE热学性能的表征29-31
• 2.3.4 PFOE对水接触角测试31
• 2.3.5 PFOE的细胞相容性表征31-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 PFOE支架的制备及表征35-52
• 3.1 引言35
• 3.2 实验部分35-38
• 3.2.1 实验药品35
• 3.2.2 PFOE多孔支架的制备35-36
• 3.2.3 PFOE支架的结构表征36
• 3.2.4 PFOE支架的热学性能测试36
• 3.2.5 PFOE支架的力学性能表征36
• 3.2.6 PFOE支架的孔隙率及形态表征36-37
• 3.2.7 PFOE支架的溶胀率及形状回复效果表征37
• 3.2.8 PFOE支架的体外降解性能测试37-38
• 3.3 结果与讨论38-51
• 3.3.1 PFOE多孔支架的制备38
• 3.3.2 PFOE多孔支架的结构表征38-39
• 3.3.3 PFOE支架的热学性能表征39-41
• 3.3.4 PFOE多孔支架的力学性能表征41-44
• 3.3.5 PFOE多孔支架的孔隙率及微观结构的表征44-46
• 3.3.6 PFOE多孔支架溶胀率及形状回复效果的表征46-48
• 3.3.7 PFOE支架的体外降解性能表征48-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 结论及展望52-53
• 参考文献53-59
• 致谢59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李恩中;;组织工程研究的新策略-组织诱导性生物材料[J];生物医学工程学杂志;2009年03期

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本文编号：883753