具有形状记忆和自变形功能的水凝胶的构建及其应用研究

摘要

本文以2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪(VDT),聚乙二醇甲基丙烯酸酯为单体(PEGMA),以含有二硫键的 N,N-双(丙烯酰)胱胺(BAC)为交联剂,通过光引发自由基聚合制备高强度水凝胶,命名为PBVP。VDT分子间的多重氢键作用使得凝胶具有较高的力学强度,在保持有78％-85%含水率的同时具有350-650 kPa的拉伸强度和2-16 MPa的压缩强度。由于在不同pH下二氨基三嗪分子间的氢键可实现解离和再形成的过程,PBVP水凝胶具有pH响应的形状记忆功能。氢键的形成可以固定住凝胶的暂时形状,在酸性条件,氢键解离,凝胶又回复至初始形状。此外,具有不同交联密度的双层PBVP凝胶呈现自动变形为三维管状的功能。当双层凝胶处于还原性环境时,如二硫苏糖醇(DTT)或者还原型谷胱甘肽(GSH),交联剂中的二硫键断裂,凝胶的两层产生速率不同的收缩,由此产生内应力,凝胶发生卷曲。在接近细胞内浓度的GSH处理下,L929细胞可以被自动卷入PBVP凝胶管中,同时保持正常的细胞形态。因此,双层PBVP水凝胶很有希望作为一种可植入组织工程支架应用于生物医学领域。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 形状记忆高分子材料的发展近况

1.3 自变形高分子材料发展近况

1.4 二硫键降解水凝胶及其生物应用

1.5 二氨基三嗪氢键增强的水凝胶

1.6 论文工作的提出

第二章 PBVP水凝胶的制备与表征

2.1 实验部分

2.2 结果与讨论

2.3 本章结论

第三章 PBVP水凝胶的力学性能及在不同条件下的溶胀性能

3.1 实验部分

3.2 结果与讨论

3.3 本章结论

第四章 PBVP水凝胶的形状记忆特性

4.1 实验部分

4.2 结果与讨论

4.3 本章结论

第五章 PBVP水凝胶的自变形特性

5.1 实验部分

5.2 结果与讨论

5.3 本章结论

第六章 PBVP水凝胶作为细胞支架的应用

6.1 实验部分

6.2 结果与讨论

6.3 本章结论

第七章 全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢