论文摘要：系列生物医用高分子材料的设计合成及表征

 摘 要
人类的健康﹑长寿依赖于医学的发展。近几年来,由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展,生物医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。在此背景下，本论文的主要工作设计合成两个系列的生物医用高分子材料，具体研究内容如下：
1．基于羧基功能化多壁碳纳米管(MWCNT-COOH)与聚合物网络间的氢键相互作用考虑，通过甲基丙烯酸(MAA)的原位自由基交联聚合反应制备了一系列新型pH敏感的聚甲基丙烯酸/羧基化多壁碳纳米管(PMAA/MWCNT-COOH)杂合水凝胶。利用红外光谱分析仪(FT-IR)、环境扫描电镜(ESEM)、动态粘弹谱仪(MDA)对制备的杂合水凝胶的结构、形态和机械性能进行了表征。结果表明，PMAA网络紧密地覆盖在MWCNT-COOH上，形成了MWCNT-COOH分散性良好的杂合水凝胶，引入的MWCNT-COOH使杂合水凝胶的溶胀速率明显高于纯PMAA水凝胶，溶胀状态下的压缩机械力学性能测试表明，合成的杂合水凝胶弹性、回复性能等达到了软组织材料要求。掺杂羧基化多壁碳纳米管含量变化和不同pH环境影响来改变这种水凝胶的溶胀行为，可影响凝胶网孔密度和孔径大小，并决定了它在载、释药物过程起到重要作用。以茶碱为模拟药物对凝胶载、释药物的研究发现，茶碱在肠道环境中释放速率较快，约在8 h就达到平衡；而在胃部环境中释放速率较慢，达到平衡需要较长的时间。这也再次证实PMAA/MWCNT-COOH杂合水凝胶会受不同环境刺激下，存在不同的药物释放速度，从而我们可以根据需要来有效地加以调制组成和环境变化。因此，PMAA/MWCNT-COOH杂合水凝胶有望成为一种潜在的控制药物释放型生物医学材料。
2. 采用逐步聚合的方法，以功能化丁腈橡胶与不同相对分子质量聚乙二醇共聚合得到了一系列高支化嵌段聚氨酯(f-CTBN/PEG)高分子材料，并对所合成材料进行了结构表征及模拟生物环境降解分析、水接触角和溶胀性测试、抗凝血实验、力学性能测试、溶血实验及体外静态血小板粘附实验，MTT实验。对聚氨酯不同时间内降解分析，发现样品失重率会随PEG含量的增大而降解明显；同时，通过FT-IR成分分析和ESEM形貌观察研究，发现样品表面出现的凸凹不平降解形貌与基团的含量密切相关。亲水性，体外血液相容性、抗凝血性能和毒性试验评价表明，f-CTBN与PEG的组分比和不同固化剂(HDI与H12MDI)会导致材料在溶血性、血小板粘附、动态凝血时间及凝血酶原时间(PT)、部分凝血活酶时间(APTT)和再钙化时间(PRT)，以及HEK细胞相对可靠性、增殖率和凋亡性能有不同程度的影响。拉伸应力-应变测试研究表明，合成的高支化f-CTBN/PEG聚氨酯料具有较高的拉伸强度和杨氏模量，分别达到18 MPa和40 MPa以上。该材料在生物医学领域, 尤其是介入诊疗和医用薄膜产品方面有极大的应用潜力, 是一种有着巨大应用前景的生物医用高分子材料。

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