聚柠檬酸酯基生物弹性体及其纳米复合物的制备与表征

摘要

通过对网络型聚酯生物材料的研究发现，柠檬酸是很重要的反应单体之一，主要原因是柠檬酸无毒、是人体内三羧酸代谢产物，及其特殊的分子结构。柠檬酸分子上的三羧基结构，使其能与氨基和醇羟基等官能团反应，形成分子链相互交联、互穿式的网络结构。而且网络型聚酯合成简单、价格低廉、具有可控的降解性和力学性能等，使其在组织工程中占据非常重要的地位。通过对其结构进行调节和改性，可以满足医学上的不同需要，具有广阔的应用前景。　　本文以具有良好生物相容性的聚（柠檬酸-1,8-辛二醇）为主体，通过熔融缩聚将Pluronic F127接入到聚合物大分子结构中，再通过高温固化得到聚（1,8-辛二醇-柠檬酸）-co-Pluronic F127生物弹性体；进一步通过与甲壳素纳米晶须的复合，以改善弹性体的性能。主要研究工作如下：　　1、通过熔融缩聚的方法制备含有Pluronic F127的聚(1,8-辛二醇-柠檬酸)-co-Pluronic F127生物弹性体，并分别对反应投料比和交联时间进行探索。通过 FT-IR、DMA、DSC等对所制得的POC-co-F127弹性体的结构和性能进行表征，得出以下结论：通过Pluronic F127、柠檬酸和1,8-辛二醇的一步熔融缩聚将F127成功引入到弹性体网络结构中；F127的引入明显降低了弹性体的玻璃化转变温度，提高了弹性体的亲水性和体外降解速率，而且，由于F127本身具有温敏性，它的存在使弹性体的水溶胀性也表现出一定的温敏特征；F127的引入在一定程度上改善了POC的力学性能，当F127的质量分数为20％时，得到的弹性体的综合力学性能相对较好；由于F127本身具有较好的血液相容性特征，所以POC-co-F127弹性体也表现出较好的血液相容性。　　2、通过加入甲壳素纳米晶须（CW）改善POC-co-20F127弹性体力学性能。采用FT-IR、DMA、DSC、XRD等对所制得的CW/POC-co-F127纳米复合物结构和性能进行表征，得出以下结论：Pluronic F127、柠檬酸和1,8-辛二醇的一步熔融缩聚制备的 POC-co-20F127预聚体具有水溶性，能够与CW水溶液实现均匀混合，通过干燥、固化后得到CW均匀分散于POC-co-20F127中的纳米复合物；CW的引入，明显增强了纳米复合物的断裂强度和弹性模量，使其在骨组织工程应用中具备潜在的应用价值；CW的引入改善了POC-co-20F127弹性体的细胞毒性。　　3、通过冷冻干燥技术制备了CW/POC-co-20F127多孔支架，并进行了结构与性能表征，得出以下结论：当CW的质量分数大于等于15%时，通过冷冻干燥法可以得到弹性体多孔支架；多孔支架具有良好的压缩回复性，最大的压缩强度达到241KPa；孔隙率在80%左右，吸水率约为500%；通过对CW与POC-co-20F127预聚体的混合物在水溶液中的结构分析，提出了孔形成的机理。

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第一章绪论

1.1引言

1.2可降解生物弹性体

1.3可降解生物弹性体的应用

1.4 Pluronic F127

1.5甲壳素与甲壳素纳米晶须

1.6本论文的研究意义与主要研究内容

第二章聚(1, 8-辛二醇-柠檬酸)-co-Pluronic F127生物弹性体的制备与表征

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果分析

2.4本章小结

第三章 甲壳素纳米晶须/POC-co-20F127纳米复合物的制备与表征

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果分析

3.4本章小结

第四章 甲壳素纳米晶须/POC-co-20F127多孔支架的制备与表征

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果分析

4.4本章小结

全文总结

参考文献

攻读硕士期间的学术成果

致谢