聚四氟乙烯表面抗凝血改性及相关涂层材料的研究

摘要

高分子材料与有机体接触时，会发生凝血反应和形成血栓，因此必须对其进行表面改性提高它的生物相容性避免血栓形成。等离子体接枝聚合(Grafting)和表面涂层(Coating)作为操作简单有效的表面改性技术已经被广泛应用于材料的生物改性领域。 本课题首先在无水无氧条件下通过“两步法”合成了生物相容性良好的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷脂酰胆碱(MPC)，与甲基丙烯酸正丁酯(BMA)聚合生成Poly(MPC-co-BMA)，通过ATR-FTIR、XPS和1H-NMR对其进行结构表征，确定了MPC合成的成功。然后通过低温Ar等离子体技术对聚四氟乙烯(PTFE)膜进行表面处理，采用脱气液相法最终实现在PTFE膜表面接枝MPC。通过ATR-FTIR、XPS、SEM、静态接触角和抗凝血性实验对接枝后的PTFE膜进行了表面分析，并计算了PTFE膜表面接枝率及表面能。结果表明MPC被接枝在了PTFE膜表面，且接枝改性后PTFE膜在水中的接触角由108°降低至58.25°，表面能从17.52mN/m增加到45.47mN/m，大大提高了其亲水性。同时研究了等离子体处理时间、MPC单体浓度和接枝时间对PTFE表面改性的影响，结果表明：等离子放电功率20W，处理时间40s，单体浓度25wt％，接枝时间24h时接枝效果最好，MPC-grafted PTFE膜的性能也最佳。 血小板粘附实验和凝血时间测试结果表明，接枝MPC后的PTFE膜表面粘附血小板量明显减少，但对凝血时间的影响较小，说明MPC-grafted PTFE膜的抗凝血性得到改善。 同时通过氨基化聚乳酸与二氯磷酰胆碱反应合成了含磷脂酰胆碱基聚乳酸PLA-PC，通过粘均相对分子质量、ATR-FTIR、XPS和1H-NMR对其进行结构表征。并测定了涂敷PLA和PLA-PC的PTFE表面的接触角、表面能和抗凝血性。结果表明涂有PLA-PC的PTFE膜表面的亲水性明显提高，凝血性得到改善。为研究人工血管材料的血液相容性奠定了良好的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1组织工程血管

1.1.1组织工程血管的概念

1.1.2组织工程血管支架材料的选择

1.1.3组织工程血管的表面设计方法

1.1.4组织工程血管的发展趋势

1.2抗凝血材料

1.2.1研究和发展抗凝血材料的意义

1.2.2抗凝血材料的研究背景

1.2.3血液相容性

1.3等离子体技术

1.3.1等离子体概述

1.3.2低温等离子体作用机理

1.3.3等离子体对材料表面反应机理

1.3.4等离子体表面改性

1.3.5等离子体接枝聚合的应用

1.4含磷脂酰胆碱基抗凝血生物材料

1.4.1含磷脂酰胆碱基聚合物

1.4.2在材料表面构建磷脂酰胆碱结构

1.4.3含磷脂酰胆碱基聚合物在人工血管中的应用

1.5本课题的提出

第二章2-甲基丙烯酰氧基乙基磷脂酰胆碱(MPC)的合成与表征

2.1实验部分

2.1.1原料及试剂

2.1.2原料的精制

2.1.3反应容器的处理

2.1.4 2-甲基丙烯酰氧基乙基磷脂酰胆碱(MPC)的合成

2.1.5 MPC与甲基丙烯酸正丁酯共聚物Poly(MPC-co-BMA)的合成

2.1.6 MPC与BMA共聚物的表征

2.2结果与讨论

2.2.1 MPC单体的合成

2.2.2 Poly(MPC-co-BMA)的表征

2.3本章结论

第三章聚四氟乙烯(PTFE)膜表面等离子体接枝MPC的研究

3.1等离子体反应设备

3.2实验部分

3.2.1原料

3.2.2聚四氟乙烯PTFE膜的预处理

3.2.3 MPC溶液的配制

3.2.4聚四氟乙烯膜的等离子体接枝改性

3.2.5 PTFE膜的后处理

3.3等离子体接枝PTFE膜的表征

3.3.1衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)

3.3.2 X-光电子能谱(XPS)

3.3.3接枝率的测定

3.3.4接触角的测定

3.3.5 SEM表征

3.3.6血液相容性测试方法

3.4结果与讨论

3.4.1衰减全反射红外光谱分析

3.4.2 X-光电子能谱分析

3.4.3接枝MPC后PTFE膜表面氮含量和接枝率的分析

3.4.4接触角和表面能分析

3.4.5 SEM分析

3.4.6血液相容性结果分析

3.5本章结论

第四章 含磷脂酰胆碱基聚乳酸(PLA-PC)的合成与表征

4.1实验部分

4.1.1原料与试剂

4.1.2溶剂的精制和反应容器的处理

4.1.3含磷脂酰胆碱基聚乳酸PLA-PC的制备

4.1.4 PLA-PC涂层的制备

4.2 PLA-PC聚合物的表征

4.2.1特性粘度的测定

4.2.2傅立叶变换红外光谱分析

4.2.3 XPS分析

4.2.41H-NMR分析

4.2.5 DSC分析

4.2.6静态接触角测定

4.2.7血小板枯附实验

4.3结果与讨论

4.3.1粘均相对分子质量分析

4.3.2傅立叶变换红外光谱分析

4.3.3 XPS分析

4.3.4 1H-NMR分析

4.3.5 PLA-PC热性能分析

4.3.6接触角和表面能分析

4.3.7血液相容性分析

4.4本章结论

第五章全文结论

附录

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢