聚醚砜（PES）改性血液相容性材料的制备及相关生物学特性研究

摘要

本文研究工作的目的是以聚醚砜(PES)为基材,采用整体肝素化方法开发研究用于与血液接触的器官制造及设备如人工心脏、透析膜等的生物材料,对材料的改性磺化、胺化、肝素化等制备过程与机制、材料的表征、材料的血液相容性及力学性能进行了较系统的研究.本研究首先以氯磺酸为磺化剂对聚醚砜(PES)进行磺化处理,选用直链二胺为空间臂,通过2-(N-吗啉代)乙烷磺酸(MES)和盐酸乙基-3-(二甲氨基丙基)碳二亚胺(EDC)的催化实现磺化,磺酸基与二胺一端的氨基发生脱水缩合反应,将二胺固定在聚醚砜材料上,二胺另一端的氨基与肝素分子中的酯磺酸基或羧基又通过2-(N-吗啉代)乙烷磺酸(MES)和盐酸乙基-3-(二甲氨基丙基)碳二亚胺(EDC)的催化,再次发生脱水缩合反应,肝素被固定在聚醚砜上,从而得到肝素化的磺化聚醚砜材料.力学性能实验结果表明,聚醚砜材料经过改性后,材料的力学性能,包括刚性、弹性模量、初始应力值都有所提高,为肝素化聚醚砜材料开发应用于医学临床治疗提供了科学依据.

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1抗凝血生物材料

1.2肝素

1.3高分子材料肝素化方法

1.3.1离子结合

1.3.2共价结合

1.3.3混合方式

1.4生物材料的血液相容性

1.5课题的提出

1.6本论文的主要研究内容

2整体肝素化聚醚砜(PES)抗凝血材料的制备

2.1合成路线

2.2反应机理

2.3聚醚砜的磺化

2.3.1主要仪器

2.3.2主要试剂

2.3.3磺化度分析方法

2.3.4反应温度对磺化度的影响

2.3.5反应时间对磺化度的影响

2.3.6搅拌速度对磺化度的影响

2.3.7氯磺酸与聚醚砜的摩尔比对磺化度的影响

2.4磺化聚醚砜的胺化

2.4.1主要仪器

2.4.2主要试剂

2.4.3实验方法与制备

2.5聚醚砜的肝素化

2.5.1主要仪器

2.5.2主要试剂

2.5.3实验方法与制备

2.6整体肝素化聚醚砜材料最佳工艺条件的研究

2.6.1正交试验设计

2.6.2正交试验结果与分析

2.7小结

3整体肝素化聚醚砜材料的分析表征

3.1前言

3.2整体肝素化聚醚砜材料的结构分析

3.2.1红外光谱

3.2.2试验方法和制备

3.2.3基材PES的红外光谱解析

3.2.4肝素的红外光谱解析

3.2.5磺化PES的红外光谱解析

3.2.6胺化PES的红外光谱解析

3.2.7肝素化PES的红外光谱解析

3.3聚醚砜磺化均匀性的荧光分析

3.3.1主要仪器

3.3.2主要试剂

3.3.3实验方法与制备

3.3.4结果与讨论

3.4整体肝素化聚醚砜材料中游离肝素含量的测定

3.4.1主要仪器

3.4.2主要试剂

3.4.3比色条件的选择

3.4.4标准曲线的绘制

3.4.5游离肝素量的测定

3.4.6结果与讨论

3.5小结

4肝素化聚醚砜(PES)生物材料的力学性能研究

4.1前言

4.2实验材料与方法

4.2.1实验材料

4.2.2实验方法

4.3实验结果及分析

4.3.1拉伸实验

4.3.2蠕变实验

4.4拟弹性理论分析

4.4.1理论基础

4.4.2计算及作图

4.4.3分析讨论

4.4.4结论

4.5粘弹性理论分析

4.5.1理论基础及建模

4.5.2 计算

4.5.3分析讨论

4.5.4结论

4.6本章小结

5肝素化聚醚砜(PES)材料的血液相容性

5.1前言

5.2肝素化聚醚砜(PES)材料蛋白吸附实验

5.2.1主要仪器

5.2.2主要试剂

5.2.3肝素化聚醚砜(PES)材料白蛋白吸附实验

5.2.4肝素化聚醚砜(PES)材料血浆总蛋白和球蛋白实验

5.2.5讨论

5.2.6小结

5.3肝素化聚醚砜(PES)材料血小板粘附实验

5.3.1主要仪器

5.3.2主要试剂

5.3.3实验方法与结果

5.3.4讨论

5.3.5小结

5.4肝素化聚醚砜(PES)材料与凝血过程的关系

5.4.1主要仪器

5.4.2主要试剂

5.4.3肝素化聚醚砜(PES)材料复钙化时间试验

5.4.4肝素化聚醚砜(PES)材料凝血因子实验

5.4.5讨论

5.4.6小结

5.5肝素化聚醚砜(PES)材料对血细胞的影响

5.5.1主要仪器

5.5.2主要试剂

5.5.3肝素化聚醚砜(PES)材料溶血试验

5.5.4肝素化聚醚砜(PES)材料血细胞计数

5.5.5讨论

5.5.6小结

5.6本章小节

6全文总结

6.1结论

6.2本论文的特色与创新

6.3后续工作展望

致谢

参考文献

附录

文献综述

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