1. 研究目的与意义(文献综述)
①聚葵二酸甘油酯(poly(glycerol-co-sebacate),pgs)是由两种单体——甘油和葵二酸等摩尔量聚合而成,是一种生物可降解的高分子聚合弹性体,由 yadong wang 等人于 2002 年报道,因其良好的体内相容性和生物降解能力,在生物医学工程中应用日趋广泛。
pgs支架的机械性能与机体软组织相似,依从性好,降解时以表面侵蚀的方式降解,不伴有膨胀或变形,周围组织炎症反应、纤维变性轻,与多种细胞相容性好。
基于 pgs良好的性能,主要应用于软组织替代和软组织工程,比如心肌、血管、神经、软骨、视网膜、鼓膜,另外也有用于药物转运载体、组织粘附材料的研究。
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2. 研究的基本内容与方案
实验的主要内容: (一)合成PGS,PGS-co-PEG和细菌纤维素的复合材料。
(二)制备体外模拟体内环境试剂进行模拟实验。
(三)探究不同因素对于材料降解速率的影响。
技术方案:
1.PGS和PGS-co-PEG的制备方法:
①PGS:将丙三醇、癸二酸分别以1 : 1,1 : 2 摩尔比置于三颈瓶中,预聚过程,反
应物在120℃ 通氩气环境下反应24小时,然后真空,压强在5小时内由1torr将
至40mtorr;交联过程,预聚物置入40mtorr、120℃条件下48小时。这种方法需
要的条件( 80℃, 5 Pa,反应时间24 h,真空等)过于苛刻,导致不能在体内
合成或联合温度敏感的分子,Nijst等人利用UV光聚合作用克服这一缺陷:以丙
烯酸盐对PGS进行化学修饰合成PGSA,在DMPA存在下光聚合作用可在常温环境
下迅速进行。
②PGS-co-PEG:将PEG在真空封闭条件下加热,然后与葵二酸反应,反应条件为
通氩气130℃,2小时,然后真空下50mtorr24小时。最后加入一定比例的甘油进
行混合,反应条件跟前面一样。
2.在水环境中将细菌纤维素变成纳米微晶细菌纤维素(BCNC)。
原因:纳米微晶纤维素(CNC)没有非纤维素成分和无定形区,它是直径为10~30nm,
长为100~300nm的棒状纤维结晶。较普通纤维素,它有更高的比表面积、结晶度,
特有的光学性能和极强的力学性能。下面介绍两种方法:
① 将纤维素先剪成2*2cm的小片段,然后放入含有10%的NaOH水溶液中煮一段时
间(除去残留其上的杂物)。接着在蒸馏水中洗涤直到PH=7,将呈中性的小片
段放入搅拌机中搅拌。一部分的凝胶状物质被压缩除去水分干燥,另一部分冻
干并磨成粉末。两种材料再用30ml96%的硫酸处理,纤维素/酸大约为8~10g/L,
在50℃环境下混合一段时间,然后在12500rpm,15℃下洗涤离心20min,这样
就得到白色尘点状的纤维素纳米晶须。
② 第一步跟方法①一样剪成小块,将小块纤维素浸泡在NaClO溶液中,在室温下
设定浸泡时间0~25h,得到产物,用蒸馏水冲洗后过滤得到样品,进行编号
F1`F5,未处理的原纤维素编号为F0,对应0h.
在4℃下10g纤维素样品放到190g的6%NaOH/4%尿素溶液(wt)中,混合搅拌
5min得到泥浆,将泥浆放在-5℃放置5h,然后在0`4℃下解冻并进行间歇式搅
拌,得到清澈透明的溶液。接着在8000rpm转速下离心30min,除去杂物得到
聚合物浓度为4~5%的溶液。将溶液倒入玻璃盘中,大约0.2~0.3mm厚度,然后
立即加入2M醋酸或2%硫酸进行凝固,厚度控制在0.3mm内,最后得到透明的
薄膜,用自来水冲洗后在空气中晾干。用2M醋酸凝固的编号为RC-A0,RC-A1……
RC-A5,用硫酸凝固的编号为RC-S0,RC-S1……RC-S5。
3.性能测试(借鉴PGS与左旋聚乳酸(PLLA)共聚物测性):
①凝胶渗透色谱(GPC)分析:将试样溶于溶剂四氢呋喃,去掉不溶物,剩余物质用
凝胶渗透色谱仪进行分析。
②傅里叶红外光谱(FTIR)分析: 将1mg样品研磨均匀,应用压片机制成几乎透明
的圆片,使用傅里叶变换红外光谱仪进行分析。
③亲水性能:试样厚为1 mm,使用接触角测量仪测量在空气中试样表面的静态水接
触角。
④降解性能: 在37 ℃下,将PGS(1 : 1)和PGS(1 : 2)各 4 组分别称重并将
其溶于磷酸盐缓冲液(PBS),每36 h换一次液体,每隔5d 取出放置于真空干燥
箱中至质量恒定,称重并计算其质量损失率。
⑤力学性能: 用电子拉力机对厚 1 mm,宽 2 mm 哑铃形试样进行测试,拉伸速度
为 10 mm / min,拉伸前施加0.5 N 的预压力。
3. 研究计划与安排
第1-2周:查阅相关文献和资料,确定实验思路和技术方案;
第3周:完成开题报告,准备实验;
第4-5周:完成合成pgs,pgs-co-peg和细菌纤维素材料的复合材料的制造;
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4. 参考文献(12篇以上)
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