人工血管用海藻酸钠-聚丙烯酰胺水凝胶的制备及性能

水凝胶应用于生物材料领域已有多年,但是作为人工血管材料的研究较少.一方面,水凝胶的力学性能有待提高,以符合人工血管性能要求;另一方面,水凝胶在湿态环境下会发生体积溶胀而导致管腔减小,容易诱发血栓.以海藻酸钠和丙烯酰胺为原材料,制备了力学性能满足要求且低溶胀率的水凝胶.结果表明:该水凝胶的拉伸断裂强度可达到306.87kPa,拉伸断裂伸长率达到306.23%,压缩正切模量为122.07kPa.当海藻酸钠质量分数为2.3%,丙烯酰胺质量分数为16.8%,CaCl_2质量分数为0.42%时,水凝胶溶胀率可低至128.16%,在12h可达到溶胀平衡.     

聚乙烯醇/聚丙烯酰胺水凝胶基小口径人工血管材料

结合浇注法及编织法制备了一种编织管增强的聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶小口径人工血管材料(内直径6 mm),并进行了一系列表征。结果表明:当该人工血管材料的拉伸伸长率为50%时,拉伸强度可达到(905.6±63.1)kPa,压缩弹性回复率为(93.4±6.7)%,缝合线固位强力为(9.89±0.64)N;在80~120 mmHg条件下,径向顺应性达到(3.11±0.09)%,是商用e-PTFE人工血管的6.9倍;材料的细胞相容性良好,溶血率极低,属于不溶血材料。     

pH响应型医用抗菌水凝胶人工血管材料

基于互穿网络结构的聚乙烯醇/聚丙烯酰胺水凝胶，运用抗菌肽制备了一种pH响应型抗菌水凝胶人工血管材料。试验结果表明，该水凝胶表面光滑、微孔结构均匀，力学性能优良且具有低体积溶胀性。体外细胞毒性试验和抗菌试验结果表明，该水凝胶在生理状态下不具备杀菌性能和细胞毒性，而在低pH值环境下对大肠埃希菌与金黄色葡萄球菌都具有明显的杀菌作用。研究结果为进一步开发响应型抗菌水凝胶人工血管提供了理论和试验依据。     

PVA/PAAm水凝胶人工血管材料及其血液相容性

利用生物医用水凝胶具有良好的生物相容性、弹性及结构稳定性等特点,设计并编织了一种PET管道,以增强PVA/PAAm水凝胶人工血管材料的力学性能,并表征其血液相容性。研究结果表明,该增强水凝胶人工血管(reinforced hydrogel vascular graft,RHVG)属于不溶血、不凝血材料,抗血小板和其他血细胞黏附性能优异,能够延长凝血时间。当RHVG的拉伸应变为50%时,其拉伸应力可达到(273.28±15.08)kPa。RHVG的缝合线固位强力为(2.65±0.33)N。在10.64～15.96kPa(80～120mmHg)测试条件下,其动态径向顺应性为(4.58±0.76)%/13.3kPa,是商用e-PTFE人工血管的5.1倍。研究结果为进一步开发综合性能优良的水凝胶人工血管产品提供了新思路。     

含纳米银的抗菌水凝胶研究

 为赋予水凝胶的抗菌性能,该文对含有纳米银的水凝胶进行了研究。首先在硝酸银溶液加入硼氢化钠还原剂和聚乙烯砒咯烷酮分散剂,合成纳米银;然后将不同体积的纳米银分散液加入到卡波姆溶液中,搅拌下滴加氢氧化钠溶液,制备含纳米银的水凝胶。紫外-可见光谱法的结果表明硝酸银被还原成纳米银,X-射线粉末衍射法证实纳米银被分散在水凝胶中,并通过Scherrer公式计算出纳米银的尺寸约为5 nm。溶胀性能测试结果表明水凝胶的溶胀率约为900%。抑菌性能测试结果显示,当水凝胶中纳米银浓度为10 μg/mL（低于纳米银的安全浓度25 μg/mL）,水凝胶能有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长。所制备的抗菌水凝胶可望应用于创伤皮肤和皮肤疾病的外用治疗。     

纤维素基水凝胶的制备及其溶胀性能研究

以玉米秸秆中提取的纤维素为原料,通过接枝共聚与丙烯酸作用制备改性水凝胶,并探讨温度、盐溶液及pH值对其溶胀性能的影响.实验结果表明,不同的反应物配比制备的水凝胶显现出不同的溶胀性能.升高温度水凝胶的溶胀率下降;二价阳离子比一价阳离子使水凝胶网络结构收缩明显,溶胀性能变得更差;pH值在5～9之间,由于系统的缓冲作用使水凝胶的溶胀性能保持相对稳定.     

壳聚糖基水凝胶的制备及溶胀性能研究

壳聚糖(CS)具有良好的生物相容性,易生物降解,无毒,是一种很有发展前景的医药材料。壳聚糖基水凝胶作为一种新型的可注射给药载体,药物的控制释放具有易控性、靶向性。以壳聚糖(CS)为基材,聚乙烯醇为第2组分,戊二醛为交联剂,制备了一系列壳聚糖基水凝胶,研究该水凝胶在水中的溶胀行为、溶胀动力学以及相关影响因素。结果表明,所制备的一系列壳聚糖基水凝胶的溶胀度均随着溶胀时间的增加而增大,至溶胀4.5h时,凝胶的溶胀度基本达到最大。溶胀动力学为一级动力学。随着CS/PVA凝胶质量百分比的增加,该类水凝胶溶胀速率和饱和溶胀度呈现出3个性质明显不同的区域。     

微波辐射对PNIPAAm结构及溶胀性能的影响

采用微波辐射法制备了热敏材料聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm),探讨了产物的结构及其对溶胀性能的影响,并采用扫描电镜对热敏水凝胶在溶胀和干燥状态下的表面形貌进行了表征,对水凝胶的溶胀性能及其溶胀动力学进行了研究.结果表明,与水浴法制备的水凝胶相比,微波辐射法所得到的水凝胶具有更为丰富且较大的孔隙结构.这种多孔的结构使得微波辐射法合成的水凝胶在低临界溶解温度(tc)下具有更高的溶胀率,而在tc上具有更低的溶胀率,同时也使得水凝胶具有更快的溶胀和退溶胀速度.     

医用聚乙烯醇水凝胶的制备及性能

采用反复冷冻、融化的方法制备了不同浓度、相同循环次数的聚乙烯醇(PVA)水凝胶和相同浓度、不同循环次数的PVA水凝胶。测试了PVA水凝胶的拉伸性能、溶胀率,再溶胀动力学。结果表明,拉伸强度随PVA含量的增加而增加;当浓度相同、循环次数不同时,再溶胀率随循环次数的增加而增加;当达到一个峰值时,随循环次数的增加而降低;当循环次数相同、浓度不同时,再溶胀率随浓度的增加而增加;当达到一个峰值时,随浓度的增加而降低。用物理交联和化学交联的方法制备了PVA/PAA互穿网络水凝胶,测试再溶胀行为,发现PVA/PAA互穿网络水凝胶具有温度敏感性。     

三维全五向编织复合材料的制备及其拉伸性能

以高强无碱玻璃纤维为原料,采用四步法1×1编织工艺在全自动模块组合式编织平台上制备三维五向及全五向编织物,以E51环氧树脂、70#固化剂(四氢邻苯二甲酸酐)为树脂基体,与编织物复合制备三维五向及全五向编织复合材料,通过测试上述编织复合材料的拉伸性能,研究轴纱、编织角、纤维体积分数等结构参数对材料拉伸性能的影响.结果表明,编织复合材料的拉伸性能随着轴纱、纤维体积分数的增大而上升,随着编织角的增大而下降;三维全五向编织复合材料的拉伸性能明显优于三维五向编织复合材料.     

壳聚糖/海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物控释中的应用

以戊二醛(GA)为交联剂,壳聚糖作为聚阳离子组分,海藻酸钠作为聚阴离子组分,制备了壳聚糖(CS)海藻酸钠(SA)水凝胶。探讨了改变溶液的pH值和交联剂用量等条件对两种水凝胶溶胀性能的影响。交联剂含量、pH对CS-SA水凝胶溶胀率的影响较大,且在酸性条件下的水凝胶的溶胀率远大于碱性条件下的溶胀率,包埋在此水凝胶中的牛血清蛋白(BSA)释放随载药介质的pH值的变化而显著不同,pH值为1.0条件下载药的水凝胶释药率大于pH值为7.4,9.18条件下的释药率。     

高弹性聚丙烯酰胺水凝胶的制备及拉伸性能研究

为了提高水凝胶的弹性性能,采用微凝胶法制备了高弹性的聚丙烯酰胺(PAAM)水凝胶.先采用沉降聚合法制备了PAAM微凝胶,再以此充当交联剂代替传统的化学交联剂和引发剂,制备了高机械性能的PAAM水凝胶.同时探讨了丙烯酰胺浓度、凝胶成型温度、微凝胶与水的体积比对PAAM水凝胶弹性性能的影响.结果表明:随着丙烯酰胺的浓度的增大,凝胶柱的弹性模量变大;随微凝胶成型温度越高,形成的水凝胶的弹性模量越小;当微凝胶与水的体积比为1︰1时,水凝胶的弹性模量较大,增加或减少微凝胶的量均会使得水凝胶的弹性模量变小.     

聚天冬酰胺衍生物水凝胶的合成和溶胀性能

以L-天冬氨酸为单体，通过缩合反应合成聚丁二酰亚胺，用不同比例的牛磺酸和赖氨酸进行开环和交联，获得可生物降解聚天冬酰胺衍生物水凝胶．研究了反应条件对水凝胶溶胀性能的影响．实验结果表明，赖氨酸的用量、牛磺酸的用量对水凝胶吸水性能影响较大，引入磺酸基后，水凝胶的吸水倍率由47增大到174．水凝胶在不同溶液中的溶胀测试表明水凝胶具有较强的溶剂敏感性．溶胀倍率随着溶液pH值增大而升高，水凝胶在pH=7．4的溶液中收缩．水凝胶的溶胀倍率随着溶液离子强度的增大而降低．     

N-异丙基丙烯酰胺共聚和互穿聚合物网络温敏凝胶的溶胀与释药性能

制备了不同配比的P(NIPAm-co-AAm)共聚水凝胶和PAAc/P(NIPAm-co-AAm)互穿聚合物网络(IPN)水凝胶,研究了其溶胀与释药性能.结果表明:该共聚水凝胶具有热缩温敏性,而该IPN水凝胶具有热胀温敏性.随AAm含量的增加,该共聚水凝胶溶胀比减小,温敏性减弱,释药率减小;与此相反,随AAm含量的增加,该IPN水凝胶溶胀比增大,温敏性增强,释药率增大.     

缩甲醛法制聚乙烯醇(PVA)水凝胶溶胀性能研究

利用缩甲醛化的方法研制了聚乙烯醇水凝胶颗粒，系统地研究了这种水凝胶在蒸馏水中的溶胀性能，并比较了不同制备参数对该水凝胶溶胀性能的影响。     

NIPA/SPAPS共聚水凝胶的合成及性能

以N—异丙基丙烯酰胺为单体与少量丙烯酸(3—磺酸)丙酯钾盐共聚,以N,N—亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,得到一种具有较大溶胀比的阴离子型温敏水凝胶。对其热敏性能、溶胀性能,以及阴离子单体用量对上述性能的影响进行了探讨,并对收缩动力学和再溶胀动力学进行了表征。结果表明,在一定阴离子含量范围内,随着凝胶中阴离子含量的增加,凝胶的相转变温度升高,水凝胶的溶胀率和水保留率也增加。考察了该水凝胶对甘草酸的分离吸收性能及对蛋白质溶液的浓缩性能,并尝试用水凝胶中水的状态理论对结果进行了解释,初步证明可将该水凝胶用于中草药有效成分的分离。     

热敏材料聚N-异丙基丙烯酰胺的结构对其溶胀性能影响

本文主要研究热敏材料聚N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm) 的结构对其溶胀性能影响。分别采用水热法和微波辐射法合成PNIPAAm热敏水凝胶，应用扫描电镜观察了两种合成方法制得的水凝胶的表面结构，测定了水凝胶随温度变化的溶胀率曲线及其溶胀和退溶胀动力学，并讨论了水凝胶的结构对其溶胀率的影响。结果表明：与水浴法制备的水凝胶相比，微波辐射法所得到的水凝胶无论是在干燥状态下还是溶胀状态下都具有更为丰富发达且较大的孔隙结构，在溶胀过程中，微波辐射法合成的水凝胶在临界溶解温度(LCST)以下具更高的溶胀率，而在LCST以上时，能更多地释放水而具有更低的溶胀率。此外，微波辐射所合成的水凝胶由于具有较为发达的孔隙结构，使其比水浴法制备的水凝胶具有更快的溶胀速度和退溶胀速度。     

P(NIPAAm-co-AM)智能水凝胶的制备及其药物缓释作用

采用水相引发氧化还原体系聚合方法制备比表面积大、孔容大与孔道存在交联互穿结构的温敏性水凝胶(P(NIPAAm-co-AM),PNA).利用傅里叶红外光谱、电子扫描显微镜和氮气吸附—脱附实验对制备的3种水凝胶进行了分析与结构表征,同时还系统地研究了水凝胶的力学性能和溶胀动力学性能,以及温度变化对水凝胶溶胀性能的影响,探索出了制备性能优异的智能水凝胶的配比,揭示了单体配比对智能水凝胶结构与性能的影响.此外,选择多肽谷胱甘肽为包载药物做了体外药物包载—释放实验,进一步明确了水凝胶结构与药物的包载和释放之间的关系,对于实现药物分子体内的包载与释放具有重要意义.     

HEMA/St共聚水凝胶的溶胀、拉伸性能和网络参数的研究

以刚性疏水单体苯乙烯(St)与亲水性单体甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)共聚,分别以双甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)和二乙烯基苯(DVB)为交联剂,采用本体聚合的方法合成了5个系列的水凝胶材料.研究了St含量以及交联剂的类型和用量对水凝胶溶胀、拉伸性能以及网络结构参数的影响.结果表明:St含量或交联剂用量增大,均导致水凝胶中平衡水质量分数降低,聚合物体积分数增大,有效交联密度增大,网链摩尔质量减小,聚合物-水相互作用参数增大;反映在宏观上是拉伸强度和杨氏模量的增大.在HEMA70/St30水凝胶体系中EDMA和DVB有着相近的交联效率.     

CS/PVA水凝胶的制备与性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为基体,以壳聚糖(CS)为功能性添加剂,采用冻融法与辐射法相结合的工艺技术制备出CS/PVA水凝胶.分别研究了吸收剂量和制备工艺对PVA水凝胶性能和SEM形貌的影响;研究了壳聚糖浓度和制备工艺对CS/PVA水凝胶溶胀性能和力学性能的影响;研究了CS/PVA水凝胶对大肠杆菌的抑菌效果.结果表明:采用先冻融后辐射方法制备PVA水凝胶,该制备工艺既解决了冻融法合成水凝胶不透明的问题,又解决了辐射法合成水凝胶起泡和强度较弱的问题. CS的添加,不仅提高了PVA水凝胶的溶胀性能,而且使得CS/PVA水凝胶对大肠杆菌具有较好的抑菌作用.