聚羟基脂肪酸酯嵌段共聚物的合成、表征及生物相容性研究

摘要

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates)是一类微生物发酵、可生物降解的高分子聚酯,因其具有卓越的生物相容性和生物降解性而受到越来越多的关注。本文选用了PHA家族中聚(3-羟基丁酸)(PHB)和聚(3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸共聚酯)(P3/4HB)为基材,通过化学合成制备得到两个不同系列(PU3/4HB和PHA-b-PPG)的无规多嵌段聚氨酯聚物。
　　PU3/4HB通过使用NMR、FTIR和GPC对所合成的聚氨酯共聚物的检测,验证了预聚和产物的结构,并对预聚体向产物结构的转变进行了分析,证实了预聚体之间按我们的设计进行了聚合反应。示差扫描量热测试(DSC)结果显示PU3/4HB系列聚氨酯只有一个玻璃化转变温度(Tg),熔融温度较低和结晶度低等特点。热失重分析(TGA)表明产物保持着良好的热稳定性。静态接触角和表面自由能分析说明了产物疏水性较高,表面自由能较低。结合Cell count kit-8(CCK-8)和L929细胞生长在膜上的SEM图片,说明了所得的PU3/4HB是一个对细胞无毒且细胞生长良好的生物相容材料。在血小板贴附实验中,从SEM图片可以观察到,大量的已经功能已经激活的血小板贴附在材料的薄膜上。在LDH活性测试中,PU3/4HB表现了良好的LDH活性。并结果DSC、接触角和自由能对影响LDH活性的因子进行了分析。
　　对于PHA-b-PPG系列聚氨酯,结合NMR和FTIR的测试结果,证实了预聚体之间反生了聚合反应,制备得到PHA-b-PPG聚氨酯。DSC结果显示PHA-b-PPG聚氨酯只有一个玻璃化转变温度(Tg),但其Tg随着PHA在产物中的含量而升高;聚氨酯的结晶度与其投料中的PHA-diol的种类和投料比密切相关。TGA测试表明产物保持着良好的热稳定性。对PHA-b-PPG聚氨酯进行了CCK-8的检测,发现PHA-b-PPG聚氨酯有效地抵抗细胞的贴附,而且对细胞无毒性,不影响细胞的生长。
　　本文成功合成两个以PHA为基材的不同种类聚氨酯,并改善的PHA种类的生物相容性和血液相容性,这将拓宽PHA的应用领域。

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第一章 引言

1.1可生物降解材料的概述

1.2聚羟基脂肪酸(PHAs)的简介

1.3 PHA的改性研究

1.4 PHAs嵌段共聚物研究进展

1.5 止血材料及止血机理

1.6论文的研究目的及意义

第二章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2实验方法

2.3 PHA聚氨酯的合成

2.4 检测方法

2.5生物相容性及血液相容性测试

第三章 聚氨酯的结果与讨论

第一节 产物的表征

3.1预聚体的结构及分子量表征

3.2 产物结构表征

3.3分子量表征

3.4热力学表征

3.5 材料的亲疏水性和表面自由能表征

第二节 产物生物相容性和血液相容性研究

3.6聚氨酯材料生物相容性研究

3.7 PU3/4HB系列聚氨酯血液相容性的研究

第四章 结束语

参考文献

个人简历及发表论文

致谢