直接心辅装置CRG/PVA复合水凝胶隔离层的制备与性能研究

摘要

基于气动肌肉的直接心辅装置近年来成为研究热点,针对该装置,提出一种水凝胶生物材料隔离层,用于避免气动肌肉与心脏直接接触,减小摩擦力与排异反应.首先选取聚乙烯醇(PVA)作为水凝胶隔离层3D打印的前驱体材料,并进行PVA水凝胶的制备;然后针对水凝胶固化时间长无法应用于3D打印的问题,加入卡拉胶(CRG)进行优化,并进行力学以及溶胀性能探究;最后将3D成型技术运用到隔离层的成型过程,并对水凝胶隔离层的摩擦磨损性能进行研究.结果表明,CRG/PVA复合水凝胶材料拉伸断裂应变及应力分别为280％、0.84 MPa,力学性能良好;CRG不仅能缩短水凝胶固化时间,且其含量从1％增加至5％,水凝胶溶胀度提高到3.70;水凝胶隔离层在120个工作周期后表面仅轻微损伤,进一步验证该结构能改善心脏摩擦环境.