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聚氨酯/壳聚糖复合材料生物性能的研究

作　者: 苑博
导　师: 贾叙东
学　校: 南京大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 生物医用材料金纳米粒子生物相容性抗凝血性多层膜表面改性药物缓释
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

生物医用材料(Biomedical Materials)是一类具有特殊功能的,能够应用于疾病预防、诊断、治疗和康复,能够恢复、增进组织功能,或者直接替换生物体组织、器官的一类材料。聚氨酯(Polyurethane, PU)是一种常见的生物医用材料,其兼具良好的生物亲和性和力学性能。壳聚糖(Chitosan, CS)是天然氨基多糖,具有储量丰富、较好的生物相容性、生物降解性、生物活性等一系列优良的性能。金纳米粒子(Au Nanoparticles, AuNPs)因其良好的生物兼容性为生物医学所青睐。层层自组装多层膜(Layer-by-layer, LBL)因其特殊的多层结构,在生物医用材料方向也有着非常广泛的应用。本文中我们用不同量的金纳米粒子改性聚氨酯／壳聚糖生物亲和材料,以带静电的聚氨酯和壳聚糖为原料用旋涂的方式制备自组装多层膜材料。围绕以上内容开展了下面两部分工作：(1)用不同浓度的AuNPs对PU/CS生物亲和材料进行改性,以覆盖时间(Recalcification Time, RT),凝血三项,包括凝血酶时间(thrombin time,TT)、凝血酶原时间(prothrombin time, PT)及活化的部分活化酶时间(activated partial thromboplastin time, APTT)和细胞培养试验,对改性后材料的生物亲和性、细胞毒性和抗凝血性能进行了一系列研究。探讨了改变AuNPs掺入量对生物性能提高效果的影响。最后综合各项指标,将金纳米粒子掺入量拟定在100μg/g PU/CS基材,为后续的研究做铺垫。(2)为了提高材料抗凝血性能,我们引入了LBL结构,并对多层膜的旋涂工艺进行了初步的尝试。对多层膜的厚度、亲水性以及表面平整程度,进行了SEM、AFM、水接触角和药物包载缓释的表征。我们观察到静电自组装多层膜膜厚的线性增长,随着膜厚的增加表面逐渐平整,不同表面水接触角的规律性变化,以及多层膜在药物包载缓释时释放曲线趋近于线性的一系列性质。综合以上结果,AuNPs改性的生物材料在一系列生物性能上的优异表现让我们对其植入人体,成为一种生物医用材料有了更强的信心。多层膜材料对基底材料表面进行修饰,使材料表面性质产生了直观的明显变化,让我们有理由相信它在提高生物材料抗凝血性能方面有一定的价值。

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-22
  1.1 生物医用材料与高分子材料  8-15
    1.1.1 概述  8-10
    1.1.2 聚氨酯  10-12
    1.1.3 壳聚糖  12-14
    1.1.4 金纳米粒子  14-15
  1.2 多层膜  15-18
    1.2.1 LBL膜的制备  16-17
    1.2.2 离子型静电自组装LBL膜  17-18
    1.2.3 离子型LBL膜在生物中的应用  18
  1.3 本论文的主要工作  18-19
  参考文献  19-22
第二章金纳米粒子改性壳聚糖-聚氨酯复合材料生物性能测试  22-33
  2.1 壳聚糖-聚氨酯基材以及金纳米粒子的制备  22-24
  2.2 原料、仪器及测试  24-26
    2.2.1 实验试剂  24
    2.2.2 实验仪器  24
    2.2.3 复钙时间测试  24-25
    2.2.4 凝血三项测试  25
    2.2.5 材料表面的细胞培养实验  25-26
  2.3 结果与讨论  26-33
    2.3.1 复钙时间测试  26
    2.3.2 凝血三项测试  26-29
    2.3.3 细胞培养实验及其测试  29-33
第三章多层膜的制备与表征  33-40
  3.1 前言  33
  3.2 多层膜的制备及测试  33-34
    3.2.1 组装溶液以及基底材料的制备  33-34
    3.2.2 旋涂工艺  34
    3.2.3 试剂和仪器型号  34
  3.3 结果与讨论  34-40
    3.3.1 膜厚的表征  35-36
    3.3.2 水接触角  36-37
    3.3.3 AFM  37-38
    3.3.4 药物控制释放的初步尝试  38-40
第四章总结与展望  40-41
致谢  41-43

聚氨酯/壳聚糖复合材料生物性能的研究

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