聚柠檬酸酯基生物弹性体及其纳米复合物的制备与表征

发布时间：2017-09-08 15:35

  本文关键词：聚柠檬酸酯基生物弹性体及其纳米复合物的制备与表征

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【摘要】：通过对网络型聚酯生物材料的研究发现,柠檬酸是很重要的反应单体之一,主要原因是柠檬酸无毒、是人体内三羧酸代谢产物,及其特殊的分子结构。柠檬酸分子上的三羧基结构,使其能与氨基和醇羟基等官能团反应,形成分子链相互交联、互穿式的网络结构。而且网络型聚酯合成简单、价格低廉、具有可控的降解性和力学性能等,使其在组织工程中占据非常重要的地位。通过对其结构进行调节和改性,可以满足医学上的不同需要,具有广阔的应用前景。本文以具有良好生物相容性的聚(柠檬酸-1,8-辛二醇)为主体,通过熔融缩聚将Pluronic F127接入到聚合物大分子结构中,再通过高温固化得到聚(1,8-辛二醇-柠檬酸)-co-Pluronic F127生物弹性体;进一步通过与甲壳素纳米晶须的复合,以改善弹性体的性能。主要研究工作如下:1、通过熔融缩聚的方法制备含有Pluronic F127的聚(1,8-辛二醇-柠檬酸)-co-Pluronic F127生物弹性体,并分别对反应投料比和交联时间进行探索。通过FT-IR、DMA、DSC等对所制得的POC-co-F127弹性体的结构和性能进行表征,得出以下结论:通过Pluronic F127、柠檬酸和1,8-辛二醇的一步熔融缩聚将F127成功引入到弹性体网络结构中;f127的引入明显降低了弹性体的玻璃化转变温度,提高了弹性体的亲水性和体外降解速率,而且,由于f127本身具有温敏性,它的存在使弹性体的水溶胀性也表现出一定的温敏特征;f127的引入在一定程度上改善了poc的力学性能,当f127的质量分数为20%时,得到的弹性体的综合力学性能相对较好;由于f127本身具有较好的血液相容性特征,所以poc-co-f127弹性体也表现出较好的血液相容性。2、通过加入甲壳素纳米晶须(cw)改善poc-co-20f127弹性体力学性能。采用ft-ir、dma、dsc、xrd等对所制得的cw/poc-co-f127纳米复合物结构和性能进行表征,得出以下结论:pluronicf127、柠檬酸和1,8-辛二醇的一步熔融缩聚制备的poc-co-20f127预聚体具有水溶性,能够与cw水溶液实现均匀混合,通过干燥、固化后得到cw均匀分散于poc-co-20f127中的纳米复合物;cw的引入,明显增强了纳米复合物的断裂强度和弹性模量,使其在骨组织工程应用中具备潜在的应用价值;cw的引入改善了poc-co-20f127弹性体的细胞毒性。3、通过冷冻干燥技术制备了cw/poc-co-20f127多孔支架,并进行了结构与性能表征,得出以下结论:当cw的质量分数大于等于15%时,通过冷冻干燥法可以得到弹性体多孔支架;多孔支架具有良好的压缩回复性,最大的压缩强度达到241kpa;孔隙率在80%左右,吸水率约为500%;通过对cw与poc-co-20f127预聚体的混合物在水溶液中的结构分析,提出了孔形成的机理。
【关键词】：可降解生物弹性体 熔融缩聚 柠檬酸 1 8-辛二醇 Pluronic F127
【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】：R943;TQ334
【目录】：

• 摘要5-8
• abstract8-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 引言12
• 1.2 可降解生物弹性体12-16
• 1.2.1 热塑性（物理交联）可降解生物弹性体13-15
• 1.2.2 热固性（化学交联）可降解生物弹性体15-16
• 1.3 可降解生物弹性体的应用16-17
• 1.3.1 血管工程17
• 1.3.2 骨组织工程17
• 1.4 Pluronic F12717-18
• 1.5 甲壳素与甲壳素纳米晶须18-20
• 1.5.1 甲壳素简介18-19
• 1.5.2 甲壳素纳米晶须19
• 1.5.3 甲壳素纳米晶须增强复合材料19-20
• 1.6 本论文的研究意义与主要研究内容20-22
• 1.6.1 研究意义20
• 1.6.2 主要研究内容20-22
• 第2章 聚 (1, 8-辛二醇-柠檬酸)-co-Pluronic F127生物弹性体的制备与表征22-39
• 2.1 引言22-23
• 2.2 实验部分23-27
• 2.2.1 原料与试剂23
• 2.2.2 实验仪器23-24
• 2.2.3 POC-co-F127生物弹性体的制备24
• 2.2.4 POC-co-F127生物弹性体结构和性能表征24-27
• 2.3 结果分析27-37
• 2.3.1 POC-co-F127弹性体结构分析27-28
• 2.3.2 Pluronic F127质量分数对POC-co-F127预聚体的影响28-29
• 2.3.3 Pluronic F127含量对POC-co-F127弹性体的影响29-37
• 2.4 本章小结37-39
• 第3章 甲壳素纳米晶须/POC-co-20F127纳米复合物的制备与表征39-57
• 3.1 引言39-40
• 3.2 实验部分40-45
• 3.2.1 原料和试剂40-41
• 3.2.2 实验仪器41-42
• 3.2.3 CW的制备和CW/POC-co-20F127纳米复合物的制备42
• 3.2.4 CW/POC-co-20F127纳米复合物结构和性能的表征42-45
• 3.3 结果分析45-56
• 3.3.1 CW/POC-co-20F127纳米复合物结构分析45-47
• 3.3.2 CW/POC-co-20F127纳米复合物的性能分析47-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第4章 甲壳素纳米晶须/POC-co-20F127多孔支架的制备与表征57-70
• 4.1 引言57-58
• 4.2 实验部分58-60
• 4.2.1 原料和试剂58
• 4.2.2 实验仪器58-59
• 4.2.3 CW/POC-co-20F127多孔支架的制备59
• 4.2.4 CW/POC-co-20F127多孔支架的表征59-60
• 4.3 结果分析60-68
• 4.3.1 CW/POC-co-20F127多孔支架的SEM图像60-62
• 4.3.2 压缩力学分析62-64
• 4.3.3 孔隙率分析64-65
• 4.3.4 吸水率分析65
• 4.3.5 CW/POC-co-20F127成型机理探索65-67
• 4.3.6 CW/POC-co-20F127多孔支架成型原理67-68
• 4.4 本章小结68-70
• 全文总结70-71
• 参考文献71-77
• 攻读硕士期间的学术成果77-78
• 致谢78

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1 刘全勇;吴s鷖，

本文编号：814846