基于两性离子的硅橡胶隐形眼镜材料的研究

摘要

材料表面的蛋白质非特异性吸附是隐形眼镜等生物材料面临的一个重要问题。隐形眼镜使用者容易出现眼部感染和干眼症等症状，主要是角膜细胞短期缺氧和镜片吸附泪液中的蛋白质等原因造成的。有机硅橡胶材料由于其优异的透氧性能被广泛应用于隐形眼镜材料，然而这类材料需进行进一步改性以改善其表面亲水性。研究发现，两性离子材料具有优异的抗蛋白质非特异性吸附性能，如甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)、聚磺基甜菜碱类(pSB)和聚羧基甜菜碱类(pCB)，可用于硅橡胶的改性。本论文以有机硅材料为基础，结合两性离子材料的优异特性，制备具有优异的抗蛋白质非特异性吸附性能和生物相容性的硅橡胶材料，以期在隐形眼镜材料中得到实际应用。主要内容和结论如下:
　　1、合成两性离子水解前体羧酸甜菜碱酯衍生物(CB-ester)，以此为基础通过两步反应合成聚合物pCMM:原子转移自由基聚合和酰化反应。将pCMM与γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧烷基）硅烷(TRIS)和双-α，ω-（甲基丙烯酰氧基丙基）聚二甲基硅氧烷(Macromer)以不同质量比例均匀混合进行光聚合，制备有机硅橡胶。硅橡胶中的CB-ester经水解在材料表面形成两性离子层，赋予材料亲水性和抗蛋白质非特异性吸附性能。
　　2、在pCMM的合成过程中引入TRIS单体得到pCMM-TRIS，以提高pCMM与有机硅氧烷的互溶性，改善硅橡胶光学透明度。将pCMM-TRIS与TRIS和Macromer以不同质量比例均匀混合，通过光聚合制备新型硅橡胶。改良后的硅橡胶的光学透明性有了极大的改善。
　　3、研究发现，经CB-ester改性后的硅橡胶经CB-ester中酯基的水解能极大改善表面亲水性，有效抵抗蛋白质非特异性吸附，蛋白质相对吸附量降至5.0％，具有良好的生物相容性和抗细菌粘附能力。同时，该硅橡胶具有高的光学透明度、良好的热稳定性能和一定的机械强度，初步具备隐形眼镜成型能力，因此，这种基于两性离子的硅橡胶在隐形眼镜材料方面具有良好的应用前景。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 文献综述

1．1 引言

1．2 硅橡胶隐形眼镜材料的研究进展

1．3 抗蛋白质非特异性吸附材料

1．4 两性离子材料的应用

1．4．1 两性离子在药物输送载体的应用

1．4．2 两性离子在船舶涂料材料的应用

1．4．3 两性离子在材料改性中的应用

1．5 课题的提出及研究内容

第2章 CB-ester的合成和硅橡胶的制备与性能分析

2．1 引言

2．2 CB-ester的合成

2．2．1 实验材料与仪器设备

2．2．2 实验方法

2．2．3 实验结果与讨论

2．3 硅橡胶的制备

2．3．1 实验材料及仪器设备

2．3．2 硅橡胶的制备

2．4 硅橡胶的性能研究

2．4．1 实验材料及仪器设备

2．4．2 硅橡胶交联度及硬度的研究分析

2．4．3 硅橡胶抗蛋白质非特异性吸附性能研究分析

2．5 硅橡胶的优化

2．6 本章小结

第3章 刷状结构两性离子硅橡胶的制备与性能研究

3．1 引言

3．2 不同聚合度的pCMM的制备

3．2．1 实验材料及仪器设备

3．2．2 实验方法

3．2．3 实验结果与讨论

3．3 刷状结构硅橡胶的制备

3．3．1 实验材料及仪器设备

3．3．2 实验方法

3．3．3 刷状结构硅橡胶形态观察

3．4 刷状结构硅橡胶抗蛋白质非特异性吸附性能的研究

3．4．1 实验材料及仪器设备

3．4．2 实验操作

3．4．3 实验结果与讨论

3．5 刷状结构硅橡胶的表面分析表征

3．5．1 实验材料及仪器设备

3．5．2 实验操作

3．5．3 实验结果与讨论

3．6 刷状两性离子硅橡胶其他性能的研究

3．6．1 实验仪器设备

3．6．2 实验操作

3．6．3 实验结果与讨论

3．7 本章小结

第4章 改良型刷状有机硅橡胶的制备和性能分析

4．1 引言

4．2 改良型刷状有机硅橡胶的制备

4．2．1 实验材料及仪器设备

4．2．2 实验操作

4．2．3 实验结果与讨论

4．3 改良型刷状有机硅橡胶的性能分析

4．3．1 改良型刷状有机硅橡胶抗蛋白质非特异性吸附性能

4．3．2 改良型刷状有机硅橡胶表面接触角的测量与分析

4．3．3 改良型刷状有机硅橡胶透光率的测量与分析

4．3．4 改良型刷状有机硅橡胶含水率的测定与分析

4．3．5 改良型刷状有机硅橡胶的热分析

4．3．6 改良型刷状有机硅橡胶抗张强度的测量与分析

4．3．7 改良型刷状有机硅橡胶扫描电镜(SEM)测试与分析

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 问题与展望

参考文献

作者简介