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完全生物可降解心血管支架用复合材料研究

作　者: 韩雅如
导　师: 李速明
学　校: 复旦大学
专　业: 材料学
关键词: 聚乳酸聚三亚甲基碳酸酯生物降解力学性能复合材料
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

心血管支架在经皮冠状动脉介入治疗中因其对病人的损伤较少,无需手术等优点而得到越来越多的应用。传统金属裸支架具有优异的力学性能,但是由于其永久的存在于血管内会引起血管晚期炎症如再狭窄等问题,完全生物可降解支架因其优良的生物相容性和生物可降解性得到了越来越多的关注和研究。本文使用低毒的乳酸锌作催化剂,通过开环聚合合成了不同旋光性的丙交酯(L-LA或DL-LA)与三亚甲基碳酸酯(TMC)的几种单体比例不同的共聚物。以上述共聚物为基体,以聚羟基乙酸聚乳酸共聚物(PLGA)纤维为增强相制备完全可降解复合材料。制备复合材料的目的是弥补聚丙交酯、三亚甲基碳酸酯共聚物(PTMC-LLA)与传统完全生物可降解支架材料—左旋聚乳酸(PLLA)—相比而表现出的力学性能的下降。增强相纤维采用氧气等离子体溅射的方法进行表面处理,与共聚物基体相复合后,再置于100℃真空环境下进行热处理两小时。采用核磁共振法、差示扫描量热法、体积排阻色谱测试法、静力拉伸试验等方法对所得共聚物及其复合材料进行了测试,并在模拟人体环境下进行体外降解实验和动物体内降解实验。经过比较不同组分的共聚物及其复合材料的拉伸性能,通过等离子和热处理的纤维所制备的复合材料比未经表面处理的纤维制成的复合材料或基体材料的拉伸性能具有明显改善。最终得到的复合材料与最常用的聚乳酸支架材料具有相近的拉伸强度,且与共聚物比较具有较快的降解速率；这是因为PLGA纤维的降解速度比共聚物快,所以复合材料在体内降解速度在一定程度上可进行调节,有利于支架在体内的降解和排出。体内降解实验证明PTMC-LLA共聚物比PLLA和PTMC-DLLA共聚物的降解速度慢,这有利于维持其力学性能从而保证了降解初期支架的力学性能。因此,由丙交酯和三亚甲基碳酸酯共聚物为基体,丙交酯-已交酯共聚物纤维为增强相制备的复合材料由于其良好的力学性能、优秀的柔韧、较小的结晶度和降解后较小的酸度,及可调节的降解速率,可望成为新一代的心血管支架材料。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章绪论  7-19
  1.1 心血管介入治疗法简介  7-8
  1.2 冠状动脉支架发展历史  8-11
    1.2.1 金属裸支架(BMS)概况  8-9
    1.2.2 药物洗脱支架(DES)概况  9-10
    1.2.3 完全生物可降解心血管支架(TBS)概况  10-11
  1.3 常用生物医用可降解材料概述  11-18
    1.3.1 聚乳酸简介  11-14
    1.3.2 聚三亚甲基碳酸酯简介  14-16
    1.3.3 可降解聚合物的降解  16-18
  1.4 论文主要工作  18-19
第二章 PLLA均聚物、PTMC-LLA与PTMC-DLLA共聚物的合成与表征  19-27
  2.1 PLLA均聚物、PTMC-LLA与PTMC-DLLA共聚物的合成  19-21
    2.1.1 试剂和药品  19
    2.1.2 D,L-丙交酯(D,L-LA)和L-丙交酯(L-LA)单体的制备  19-20
    2.1.3 三亚甲基碳酸酯(TMC)单体的制备  20
    2.1.4 PTMC-LLA与PTMC-DLLA共聚物和PLLA均聚物的合成  20-21
  2.2 聚合物结构与性能的表征  21-26
    2.2.1 结构性能测试仪器  21
    2.2.2 结果与讨论  21-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章 PTMC-LLA共聚物及其复合材料的力学性能的研究  27-39
  3.1 实验部分  27-28
    3.1.1 试剂与原料  27
    3.1.2 增强纤维的等离子体表面处理  27
    3.1.3 样品制备  27-28
    3.1.4 材料性能的仪器表征  28
  3.2 结果与讨论  28-37
    3.2.1 PLLA和PTMC-LLA共聚物的拉伸性能  28-29
    3.2.2 未经等离子处理PLGA纤维增强PTMC-LLA共聚物的拉伸性能  29-31
    3.2.3 等离子体处理PLGA纤维增强PTMC-LLA共聚物的拉伸性能  31-32
    3.2.4 增强纤维表面的粗糙度对复合材料的力学性能的影响  32-34
    3.2.5 增强纤维表面功能基团对复合材料的力学性能的影响  34-37
  3.3 本章小结  37-39
第四章 PLLA均聚物和PTMC-LLA共聚物的体外降解  39-48
  4.1 实验部分  39-40
    4.1.1 试剂与原料  39
    4.1.2 样品制备  39-40
    4.1.3 体外降解实验  40
    4.1.4 材料表征  40
  4.2 结果与讨论  40-47
    4.2.1 聚合物吸水率的变化  41-42
    4.2.2 聚合物失重率的变化  42
    4.2.3 聚合物分子量的变化  42-43
    4.2.4 聚合物降解过程中组分的变化  43-44
    4.2.5 聚合物降解过程中热性能的变化  44-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章 PLLA均聚物和(D)L-LA-TMC聚合物的体内降解行为  48-61
  5.1 实验部分  48-49
    5.1.1 实验原料和试剂  48-49
    5.1.2 测试仪器  49
    5.1.3 动物实验  49
  5.2 结果与讨论  49-59
    5.2.1 体内降解实验  49
    5.2.2 聚合物的吸水率、失重率和分子量的变化  49-52
    5.2.3 聚合物体内降解中热性能的变化  52-54
    5.2.4 聚合物体内降解中表面形貌的变化  54-59
  5.3 本章小结  59-61
第六章结论  61-62
硕士期间发表文章  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-69

完全生物可降解心血管支架用复合材料研究

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