收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

可降解聚酯生物弹性体的合成与制备、结构与性能研究

刘全勇  
【摘要】: 生物医用材料,也称生物材料,是指用于医疗的能植入生物体或能与生物组织相结合的材料。随着材料科学的发展和生物医学科学的进步,从医疗器械到具有人体功能的器官,从整形材料到现代医疗仪器设备,生物材料的应用几乎涉及生物医学的各个领域。如今,人们希望植入体内的材料只是起到暂时替代的作用,并随着组织或器官的再生而逐渐降解吸收,以最大限度地减少材料对机体的长期影响。因此,可生物降解医用高分子材料越来越受到人们的重视。 网络型聚酯生物弹性体,作为一类新型的生物医用材料,不仅具有传统线型聚酯生物材料优良的生物相容性和可生物降解性能,而且具有自身结构的稳定性、优良的柔韧性、以及与人体软组织模量的相匹配性,目前已成为科学家关注的热点领域之一。 本论文在系统文献调研的基础上,结合本研究小组在先进弹性体材料方面的科研优势,通过选择生物相容性较好的反应单体进行分子设计,在“绿色”合成理念的指导下,成功制备了热塑性的可生物降解聚癸二酸甘油酯弹性体TM-PGS和热固性的聚癸二酸甘油柠檬酸酯弹性体PGSC,并系统地研究了材料的组成、结构与性能之间的关系,此外还对这两种材料进行了初步的细胞毒性评价。 本论文研究的主要内容和取得的成果如下: (1)利用直接熔融缩聚的方法(一步法),以甘油和癸二酸为单体,在不同摩尔配比的条件下(2/2.5、2/3、2/3.5、2/4),成功制备了一种可生物降解、具有一定热塑性能(可模压成型)的聚癸二酸甘油酯弹性体TM-PGS。研究发现,该弹性体溶胶含量在69~85%之间,交联密度较小(凝胶质量溶胀度在2700~5200%之间);材料结构中含有大量的羟基,分子链段间存在较强的氢键作用;材料具有结晶区域和非晶区域共存的微相分离结构;通过单体摩尔配比的控制,材料具有可调的力学性能(拉伸强度0.1~0.7MPa、弹性模量0.05~0.7 MPa、伸长率12~115%)、较好的亲水性能(水接触角45~57°)和较低的吸水率(3~8%);材料经过7.5天的降解,其失重可达到30%以上,材料的降解速率受材料的溶胶含量、交联密度的大小、溶胶的支化程度、以及溶胶和凝胶间氢键作用强弱的影响;该材料以期用作药物缓释载体、止血剂、骨蜡、组织工程支架和外科手术防粘连膜等方面。相关内容未见国内外报道。 (2)用两步熔融缩聚的方法(两步法),以甘油和癸二酸为单体,在制备摩尔比2/2不同分子量的PGS预聚物的基础上,按总摩尔比2/2.5加入癸二酸继续反应,成功制备了可生物降解、具有一定热塑性能(可模压成型)的聚癸二酸甘油酯弹性体TM-PGS。研究发现,该弹性体溶胶含量在61~63%之间,交联密度仍较小(凝胶质量溶胀度在2000~2600%之间);材料结构中含有大量的羟基,分子链段间存在强的氢键作用;材料具有结晶区域和非晶区域共存的微相分离结构;通过预聚体分子量的控制,材料具有可调的力学性能(拉伸强度0.4~0.7MPa、弹性模量0.3~0.7MPa、伸长率100~260%)、较好的亲水性能(水接触角34~44°)和较低的吸水率(1~9%);材料经过28天的降解,其失重可达到30%以上;材料的降解速率受到材料的溶胶含量及分子量大小、交联密度的大小、亲水性和吸水率,以及溶胶与凝胶间氢键作用强弱的影响;该材料以期用作药物缓释、止血材料、骨腊、组织工程支架和外科手术防粘连膜等方面。该研究目前未见国内外报道。 (3)一步法和两步法制备的TM-PGS弹性体都具有热塑性能,这是因为:第一,溶胶的含量达到了60%以上;第二,交联密度较小;第三,材料除了凝胶的共价键交联外,大量的可逆氢键作用也为材料的交联做出贡献;第四,材料的凝胶和溶胶都可以结晶;第五,材料残余的癸二酸单体起增塑剂的作用。 (4)利用两步熔融缩聚的方法(两步法),先按摩尔比2/2制备一定分子量的PGS预聚物,然后以柠檬酸作为第三单体扩链交联,在模具中固化成型,成功制备了可生物降解的、热固性的聚癸二酸甘油柠檬酸酯弹性体PGSC。研究发现,该弹性体溶胶含量在7~30%之间,交联密度较大(凝胶质量溶胀度在200~570%之间);材料结构中含有大量的羟基,分子链段间存在较强的氢键作用;材料为无定型态,不存在结晶;通过柠檬酸交联剂的用量和成型时间的控制,材料具有可调的力学性能(拉伸强度0.4~1.46MPa、弹性模量0.45~3.26MPa、伸长率51~171%)、一定的亲水性能(水接触角70~85°)和吸水率(8~14%);材料具有相对较慢的体外降解速度,经过28天的降解,其失重不到25%,但是在降解的过程中,材料吸收大量的水,可达200%以上;该材料以期用作药物缓释、组织工程支架和外科手术防组织粘连膜等方面。相关内容未见国内外报道。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 祝爱兰;顾庆锋;蔡真;;低熔点快固化聚酯热熔胶的合成与性能研究[J];中国胶粘剂;2007年08期
2 蒋平平;费柳月;蒋春林;;聚己二酸二元醇酯合成研究与表征[J];高校化学工程学报;2008年04期
3 辜高龙;;以甘油和工业盐酸为原料合成环氧氯丙烷新工艺[J];精细化工中间体;2008年04期
4 东为富;吴畏;陈明清;倪忠斌;胡杰;梅涛峰;;聚癸二酸木糖醇酯生物弹性体的合成与性能研究[J];广东化工;2010年12期
5 杨淑琴,马溪平,杨奇,马颖;相转移催化合成癸二酸二甲酯[J];辽宁化工;2004年04期
6 余健儿;王建黎;计建炳;;由甘油制备1,3-二羟基丙酮的研究进展[J];现代化工;2009年S2期
7 高峰;弹性体不饱和聚酯的合成研究[J];热固性树脂;1996年04期
8 郭大建,Schm idt Hans;刚性棒状全芳香液晶聚酯的合成及性质的研究[J];高分子材料科学与工程;2002年01期
9 卢义;一步法合成聚酯工艺的研究[J];合成润滑材料;2003年04期
10 郑根武,宁立芹;癸二酸二辛酯的开发[J];现代塑料加工应用;2002年02期
11 邓斌,黄海英,刘国军;硫酸铜催化合成癸二酸二丁酯的研究[J];宜春学院学报;2003年06期
12 周志彬,黄开勋,陈泽宪,徐辉碧;聚[1,3-双(对羧基苯氧基)丙烷-癸二酸]的改进合成[J];华中理工大学学报;2000年09期
13 李旺英,俞善信;对甲苯磺酸催化合成癸二酸二丁酯[J];益阳师专学报;2000年06期
14 李善吉,俞善信;硫酸铁铵催化合成癸二酸二丁酯[J];吉林化工学院学报;2003年03期
15 刘全勇;谭天伟;翁靖一;田伟;张立群;;一种新型可生物降解聚酯弹性体的制备及性能[J];现代化工;2008年08期
16 邓礼波,吴岳德,曾昭琼;松香马来酰亚胺聚酯的合成及热稳定性研究[J];华南师范大学学报(自然科学版);1993年01期
17 夏延致,纪全,顾利霞;SF-FRⅢ聚酯用阻燃剂的合成及表征[J];青岛大学学报(工程技术版);1999年04期
18 王兰芝,张景涛,林进,张志芳;氯化铁催化合成癸二酸二丁酯的研究[J];化学研究与应用;2000年04期
19 刘华亭,林进;氯化铁催化合成癸二酸二乙酯的研究[J];河北省科学院学报;2000年02期
20 李善吉,俞善信;硫酸铁铵催化合成癸二酸二丁酯[J];精细石油化工进展;2003年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张野;史君;夏秀丽;张培华;吴传祥;;以纳米溶胶为添加剂合成阻隔性聚酯复合材料的研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
2 张建科;陈立新;吕红映;;超支化环氧树脂的合成与表征[A];第十三次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];2009年
3 郭庆中;刘闯;陆慧;胡双锋;;六氟双酚A环状聚酯二聚体的开环聚合与表征[A];第九届全国微型化学实验研讨会暨第七届中学微型实验研讨会论文集[C];2011年
4 刘全勇;丁涛;石锐;田明;吴友平;张立群;;两步法溶胶/凝胶型、可降解聚癸二酸甘油酯生物弹性体的制备及表征[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
5 陈雄;邓昌健;苏利霞;许新华;;2-(3-替加氟)乙氧基-2-硒-1,3,2-二氧磷杂环戊烷的合成[A];有机合成创新—产业化的新动力——中国化学会全国第三届有机合成化学与过程学术讨论会论文摘要集[C];2010年
6 王敏;吴广利;吕建军;王志强;万宝杰;;新N-取代-α-氨基膦酸的合成及除草活性[A];中国化工学会农药专业委员会第八届年会论文集[C];1996年
7 李海兵;;杯芳烃型固体脂质纳米粒的制备[A];中国化学会全国第十三届大环化学暨第五届超分子化学学术讨论会论文选集[C];2006年
8 张艳侠;郭洪臣;袁胜华;邹龙江;;小晶粒ZSM-5沸石分子筛的合成条件探索[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
9 庞宏伟;肖志友;朱必学;;新型Salen大环化合物的合成[A];全国第十四届大环化学暨第六届超分子化学学术讨论会论文专辑[C];2008年
10 李众飞;倪新龙;陶朱;薛赛凤;祝黔江;张云黔;;四环己基取代六元瓜环的合成及晶体结构[A];全国第十四届大环化学暨第六届超分子化学学术讨论会论文专辑[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘全勇;可降解聚酯生物弹性体的合成与制备、结构与性能研究[D];北京化工大学;2007年
2 丁涛;基于柠檬酸的聚(醚)酯可降解生物弹性体的合成、结构与性能[D];北京化工大学;2006年
3 江国华;支化聚合物的合成、自组装和应用研究[D];浙江大学;2006年
4 翁建全;1,3-噻唑烷衍生物的合成、结构和生物活性[D];浙江工业大学;2005年
5 李红喜;具有胺基稀土/苯硫酚化合物的合成、结构与反应性能研究[D];苏州大学;2005年
6 宋欣荣;含芳环聚合物分散相微粒材料的合成、表征和电流变性能研究[D];湘潭大学;2005年
7 乔澍;芳香多羧酸配位聚合物的合成、结构与功能研究[D];中国科学技术大学;2007年
8 刘新华;益母草碱的合成及其对心血管保护作用的研究[D];复旦大学;2009年
9 商云帅;以高岭土为原料沸石分子筛的合成及其氮氧吸附性能研究[D];大连理工大学;2009年
10 王晖;高压下钨、铼氮化物和复杂氢化物Li_2BeH_4的理论结构设计[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯研博;构象固定的多羟基生物碱的合成[D];中国农业大学;2005年
2 陆利萍;新型除草剂乙呋草黄的合成和工艺研究开发[D];浙江工业大学;2005年
3 梁峰;N,N’-二芳香酰肼类艾滋病毒整合酶抑制剂的设计与合成[D];第二军医大学;2005年
4 张首国;葛根素及其衍生物的合成与初步活性研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2005年
5 赵昆;锂离子电池复合正极材料的合成与电性能研究[D];成都理工大学;2005年
6 肖锐敏;有机锡热稳定剂的研制与开发[D];昆明理工大学;2005年
7 刘丽珍;水溶性酞菁金属配合物的合成及其与牛血清白蛋白的相互作用[D];福建师范大学;2005年
8 刘卫敏;长链烷基脯氨酸衍生物的合成及其对Aldol反应不对称催化性能研究[D];郑州大学;2005年
9 岳文强;3’-脱氧-3’-[~(18)F]氟代胸腺嘧啶脱氧核苷([~(18)F]FLT)的制备与研究[D];中国原子能科学研究院;2005年
10 白淑珍;1’-烷基二茂铁基二甲基硅烷的合成及性质研究[D];内蒙古大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 江峰;合成高分子防水卷材的性能及特点[N];中国建材报;2009年
2 本报记者 王秀萍 实习生 任雪瑞;双合成:百年老店的逆市扩张之道[N];山西经济日报;2009年
3 刘霞;有机分子合成有了“流水线”[N];科技日报;2010年
4 ;双合成跨越新高度[N];太原日报;2009年
5 刘霞;英用合成细胞组合出电子器件[N];科技日报;2009年
6 姜玉坤 记者 张建军;“合成班子”带出过硬部队[N];解放军报;2000年
7 张伦 提供;合成马来酸桂哌齐特[N];医药经济报;2009年
8 本报记者 扎木苏 通讯员 隋玉海 乌兰;合成麻黄素新工艺在赤峰诞生[N];内蒙古日报(汉);2001年
9 记者 马飞;我科学家成功合成甲流新药[N];医药经济报;2009年
10 牧夫;天然诚可贵 合成功更高[N];医药经济报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978