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不同官能化的等离子体聚合薄膜的制备及性能研究

作　者: 雷兴江
导　师: 王进
学　校: 西南交通大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 等离子体聚合薄膜官能化血液相容性细胞相容性质子化的交替薄膜
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

医用金属材料有着优良的力学性能及化学稳定性,在血管支架、下腔静脉滤器等介入器械中被人们广泛应用。但是,这些金属材料在长期植入人体与人体的生物相容性成为了一大难题,所以有必要对其进行表面改性。等离子聚合技术已在生物传感器和生物材料的表面改性中有所应用,使用等离子体聚合技术在医用金属材料表面沉积含有官能团的薄膜能够赋予金属表面官能团修饰,来提高其表面的生物相容性。本文用医用不锈钢(316L stainless steel)作为研究对象,采用脉冲等离子体聚合技术,以聚乙二醇、丙烯醇、烯丙胺和丙烯酸作为单体,分别制备了含有羟基、胺基和羧基的聚合薄膜。通过红外光谱仪(FTIR)和X光电子能谱仪(XPS)的检测显示,等离子体聚合薄膜被成功地沉积在不锈钢表面。四种单体来源的等离子体聚合薄膜均能部分地保持原单体的结构,在不锈钢表面获得官能化薄膜。医用不锈钢表面经过等离子体聚合薄膜改性后,其亲水性均得到较大的提高。薄膜稳定性测试结果显示,薄膜在优化工艺下均具有较好的动态稳定性能。体外内皮细胞粘附及增殖评价表明,含羟基、羧基和胺基官能团的表面都在一定程度上有利于内皮细胞的黏附生长,尤其是在胺基官能化表面,内皮细胞表现出更高活性。但在等离子体聚乙二醇薄膜表面,其薄膜结构中含有EO单元,表现出特有的生物除污能力,体外血小板粘附实验结果表明,等离子体聚乙二醇薄膜对血小板的粘附起到了很明显的抑制作用,具有良好的抗凝血性能,体外内皮细胞黏附评价表明等离子体聚乙二醇薄膜表面不利于内皮细胞粘附的黏附。内皮细胞粘附及增殖实验表明含胺基官能团的表面表现出良好的促内皮细胞粘附和生长。为了强化胺基的作用,我们采用PPAac(聚丙烯酸)和PPAam(聚烯丙胺)交替沉积的方式获得质子化的胺基官能化表面。XPS检测和表面能的测试结果都证明了质子化的交替薄膜使极性增强。内皮细胞培养实验结果得知,质子化的交替薄膜与聚丙烯酸和聚烯丙胺薄膜相比,具有更好的细胞活性。

全文目录

中文摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-19
  1.1 医用不锈钢的应用和存在的问题  11
  1.2 官能化表面的构建  11-12
  1.3 等离子体聚合薄膜的制备  12-15
    1.3.1 等离子体聚合技术的应用  12-14
    1.3.2 等离子体聚合薄膜在生物材料中的应用  14-15
  1.4 等离子体聚合薄膜的生物相容性  15-17
    1.4.1 生物相容性的定义  15-16
    1.4.2 等离子体聚合薄膜的生物相容性  16-17
  1.5 本文研究的背景、意义及内容  17-19
    1.5.1 研究背景  17
    1.5.2 研究目的以及技术路线  17-19
第2章医用不锈钢表面含不同官能团的等离子体聚合薄膜的制备及表征  19-34
  2.1 引言  19-20
  2.2 材料、方法及设备  20
  2.3 薄膜合成工艺  20-22
    2.3.1 等离子体聚乙二醇薄膜的制备  20-21
    2.3.2 等离子体聚丙烯醇薄膜的制备  21
    2.3.3 等离子体聚丙烯酸和聚烯丙胺薄膜的制备  21-22
  2.4 薄膜材料学性能表征  22
    2.4.1 红外光谱表征  22
    2.4.2 XPS检测  22
    2.4.3 样品接触角测定  22
    2.4.4 薄膜的稳定性测试  22
  2.5 实验结果与讨论  22-33
    2.5.1 等离子体聚乙二醇薄膜  22-26
    2.5.2 聚丙烯醇薄膜  26-30
    2.5.3 聚丙烯酸薄膜与聚烯丙胺薄膜  30-33
  2.6 本章小结  33-34
第3章等离子体聚合薄膜的生物相容性评价  34-45
  3.1 引言  34
  3.2 研究内容与方法  34-35
    3.2.1 血小板粘附与激活  34-35
    3.2.2 促内皮行为的研究  35
  3.3 实验结果与讨论  35-43
    3.3.1 血小板粘附与激活  35-39
    3.3.2 体外内皮细胞粘附行为  39-43
  3.4 本章小结  43-45
第4章交替薄膜的制备以及细胞相容性评价  45-56
  4.1 引言  45
  4.2 实验方法  45-46
  4.3 交替薄膜的表征  46-47
    4.3.1 薄膜厚度检测  46-47
    4.3.2 红外光谱表征  47
    4.3.3. XPS检测  47
    4.3.4 样品接触角测定以及薄膜的稳定性测试  47
  4.4 交替薄膜的细胞相容性评价  47
  4.5 实验结果与讨论  47-55
    4.5.1 薄膜的厚度  47-48
    4.5.2 薄膜的红外光谱分析  48-49
    4.5.3 交替薄膜的XPS分析  49-51
    4.5.4 薄膜的亲疏水性以及稳定性分析  51-53
    4.5.5 交替薄膜的体外内皮细胞粘附分析  53-55
  4.6 本章小结  55-56
结论  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-66
攻读硕士期间发表论文  66-67

不同官能化的等离子体聚合薄膜的制备及性能研究

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