新型高分子人工复合心脏瓣膜的研究

摘要

世界范围内遭受心脏疾病折磨的患者人数众多，其中由于主动脉瓣疾病的患者占多数。主动脉瓣的病变包括先天性风湿性心脏病以及瓣膜钙化等。这些疾病会导致心脏瓣膜的开合过程受到阻碍，开合过程不完全。为了治疗这些心脏瓣膜疾病，医学家采取了替换瓣膜的方法。为此学者研究了生物瓣膜、机械瓣膜以及高分子瓣膜来进行瓣膜替换术。然而机械瓣膜虽然力学性能优秀，却因其材料本身性质容易引起血栓、钙化等病变。生物瓣膜虽然尽量还原了心脏瓣膜，但是容易引起受体免疫反应以及钙化等问题。因此本课题进行了高分子人工复合心脏瓣膜的研究。之前的学者对于高分子心脏瓣膜的研究可以追溯到二十世纪50年代。然而单一的高分子材料难以承担作为心脏瓣膜材料的任务，在制备或力学性能等方面存在缺陷。 本文主要分为以下几部分进行研究: 1.选定了聚酯尼龙6纤维作为复合人工心脏瓣膜的载荷承受主体，并检测了其有效方向弹性模量为11.15±0.31MPa。 2.为了对纤维进行保护，防止其在体内发生凝血、钙化等问题而进行高分子层的保护。经过一系列实验选定聚乙二醇丙烯酸酯(PEGDA)和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)进行紫外光交联形成水凝胶对纤维进行保护。 3.由于复合的水凝胶材料弹性模量为3.35MPa，与文献中的数据相比稍小，因此尝试多种方法对复合材料进行弹性模量的增强。本课题制备的材料经增强后弹性模量为3.65MPa. 4.对高分子人工复合瓣膜材料进行各项性能的检测:力学性能、粘弹性性质、钙化性能、溶胀性能以及模拟体内流体环境的脉动台检测。静态抗钙化实验中未出现钙化现象而初步达到心脏瓣膜水平的要求。但有效开口面积仅有0.29cm2过小，复合水凝胶仍需要进行改进。

目录

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摘要

第1章文献综述

1．1人工心脏瓣膜的应用

1．2机械瓣膜、生物瓣膜与高分子人工心脏瓣膜

1．3高分子人工心脏瓣膜的研究进展

第2章PEGDA水凝胶基体的确定

2．1聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为基体材料的可行性探究

2．1．1实验方法

2．1．2实验结果

2．2甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)作为瓣膜基体材料的探究

2．2．1化学聚合成胶的探究

2．2．2紫外光交联聚合反应

2．3 PEGDA水凝胶浓度的确定

2．4本章小结

第3章PEGDA水凝胶的合成与表征

3．1 PEGDA水凝胶的合成

3．2 PEGDA的核磁表征

3．3本章小结

第4章复合水凝胶弹性模量的增强

4．1．2石墨烯-PEGDA水凝胶力学性能测试

4．2探究介孔二氧化硅增强基体材料的作用

4．2．1实验方法

4．2．2介孔二氧化硅合成结果

4．2．3 PEGDA与添加SiO2的PEGDA水凝胶失水后的弹性模量探究

4．3戊二醛交联后纤维及水凝胶弹性模量的变化

4．4本章小结

第5章复合水凝胶性能的检测

5．1增强纤维聚酯尼龙6的检测

5．1．1聚酯尼龙6纤维形态的表征

5．1．2聚酯尼龙6纤维力学性能的探究

5．1复合瓣膜的制备

5．2聚酯尼龙6纤维复合水凝胶的力学性能

5．3聚酯尼龙6增强纤维复合水凝胶粘弹性的探究

5．4聚酯尼龙6复合水凝胶溶胀性研究

5．5聚酯尼龙纤维复合水凝胶的钙化性质

5．6聚酯尼龙6纤维复合水凝胶的疲劳测试

5．7聚酯尼龙6纤维复合水凝胶的压缩实验

5．8应用脉动台对复合水凝胶进行检测

5．8．1检测前期准备

5．8．2脉动台样品的制备

5．8．3脉动台实验结果

5．9本章小结

第6章结论

参考文献

致谢