生物医用多孔聚氨酯薄膜材料的制备及其血液相容性评价

论文摘要

聚氨酯（PU）具有优异的机械性能和良好的生物相容性,在生物医用材料领域有着广泛的应用,尤其在组织工程支架领域。组织工程支架材料要求无细胞毒性和免疫排斥反应；具备三维多孔结构；能为细胞生长提供合适的外环境。而对于血管组织工程支架材料,材料的血液相容性显得尤为重要。阿司匹林及肝素均是常用的抗凝血药物,广泛应用于临床治疗,也可利用物理共混及表面接枝等方法将它们用于生物医用材料的血液相容性改性。本文参照前人工作合成了一种阿司匹林衍生物——聚乙烯醇-阿司匹林（PVA-ASBA）,将其作为添加剂与PU共混,利用热致相分离法（Thermally Induced Phase Separation,TIPS）制备了多孔PU/PVA-ASBA薄膜材料,并进行了血液相容性评价。本文也通过低温等离子体法在多孔PU薄膜表面接枝肝素分子,以赋予材料优异的血液相容性,修饰在材料表面的肝素可以同血管内皮细胞生长因子（VEGF）形成比较稳定的复合物,可调控VEGF释放,从而在细胞增殖和组织修复长期过程中更好地起到促进作用。此外,本文将聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）同PU共混,利用TIPS方法制备了多孔PU/PLGA薄膜材料,并在材料表面接枝肝素分子改善材料的血液相容性。本文通过红外光谱、水接触角、扫描电子显微镜、光电子能谱等检测手段对制备的材料进行了表征。并通过全血粘附实验、血小板粘附实验、凝血时间测试、溶血实验、红细胞形态观察等系统地评价了所制备材料的血液相容性,实验结果表明采用阿司匹林及肝素改性后的多孔薄膜材料与改性前相比有着更优异的血液相容性。本课题的工作为血管组织工程支架提供了基础理论研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 生物医用材料
• 1.1.1 生物医用材料的性能要求
• 1.1.2 生物医用材料的种类
• 1.2 生物医用PU材料
• 1.2.1 生物医用PU材料性能特点
• 1.2.2 生物医用PU材料的应用领域
• 1.2.2.1 人体修复材料领域
• 1.2.2.2 药物控释领域
• 1.2.2.3 组织工程领域
• 1.2.2.4 采血耗材领域
• 1.3 材料的血液相容性
• 1.3.1 血液的成分
• 1.3.2 血栓形成机理
• 1.3.3 血液相容性
• 1.4 血液相容性评价方法
• 1.4.1 体外法
• 1.4.2 体内法
• 1.4.3 半体内法
• 1.5 提高材料血液相容性的方法
• 1.5.1 物理共混改性法
• 1.5.2 表面接枝改性法
• 1.5.3 固定生物活性大分子法
• 1.5.4 材料表面内皮化法
• 1.6 本文的研究内容与方法
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究方法
• 第2章 多孔PU薄膜材料的制备与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验主要原料和设备
• 2.2.1.1 主要原料
• 2.2.1.2 主要设备
• 2.2.2 实验原理
• 2.2.3 实验步骤
• 2.3 测试与表征
• 2.3.1 红外光谱测试
• 2.3.2 光电子能谱测试
• 2.3.3 水接触角测试
• 2.3.4 扫描电子显微镜测试
• 2.3.5 力学性能测试
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 红外光谱分析
• 2.4.2 光电子能谱分析
• 2.4.3 水接触角分析
• 2.4.4 扫描电子显微镜分析
• 2.4.5 力学性能分析
• 2.5 小结
• 第3章 多孔PU/PVA-ASBA薄膜材料的制备及血液相容性评价
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验主要原料和设备
• 3.2.1.1 主要原料
• 3.2.1.2 主要设备
• 3.2.2 实验合成路线
• 3.2.3 实验步骤
• 3.2.3.1 PVA-ASBA的制备
• 3.2.3.2 多孔PU/PVA-ASBA薄膜材料的制备
• 3.3 测试与表征
• 3.3.1 红外光谱测试
• 3.3.2 水接触角测试
• 3.3.3 扫描电子显微镜测试
• 3.3.4 力学性能测试
• 3.3.5 血液相容性评价
• 3.3.5.1 全血粘附实验
• 3.3.5.2 血小板粘附实验
• 3.3.5.3 APTT/PT/TT凝血时间测试
• 3.3.5.4 溶血率测试
• 3.3.5.5 红细胞形态测试
• 3.3.6 PVA-ASBA缓释阿司匹林情况研究
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 红外光谱分析
• 3.4.2 水接触角分析
• 3.4.3 扫描电子显微镜分析
• 3.4.4 力学性能分析
• 3.4.5 血液相容性分析
• 3.4.5.1 全血及血小板粘附分析
• 3.4.5.2 APTT/PT/TT凝血时间分析
• 3.4.5.3 溶血率分析
• 3.4.5.4 红细胞形态分析
• 3.4.6 阿司匹林缓释分析
• 3.5 小结
• 第4章 多孔PU-heparin薄膜材料的制备及血液相容性评价
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验主要原料和设备
• 4.2.1.1 主要原料
• 4.2.1.2 主要设备
• 4.2.2 实验合成路线
• 4.2.3 实验步骤
• 4.2.3.1 多孔PU-heparin薄膜材料的制备
• 4.3 测试与表征
• 4.3.1 红外光谱测试
• 4.3.2 光电子能谱测试
• 4.3.3 水接触角测试
• 4.3.4 扫描电子显微镜测试
• 4.3.5 力学性能测试
• 4.3.6 血液相容性评价
• 4.3.6.1 全血粘附实验
• 4.3.6.2 血小板粘附实验
• 4.3.6.3 APTT/PT/TT凝血时间测试
• 4.3.6.4 溶血率测试
• 4.3.6.5 红细胞形态测试
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 红外光谱分析
• 4.4.2 光电子能谱分析
• 4.4.3 水接触角分析
• 4.4.4 扫描电子显微镜分析
• 4.4.5 力学性能分析
• 4.4.6 血液相容性分析
• 4.4.6.1 全血及血小板粘附分析
• 4.4.6.2 APTT/PT/TT凝血时间分析
• 4.4.6.3 溶血率分析
• 4.4.6.4 红细胞形态分析
• 4.5 小结
• 第5章 多孔PU/PLGA薄膜材料制备及血液相容性初步探究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验主要原料和设备
• 5.2.1.1 主要原料
• 5.2.1.2 主要设备
• 5.2.2 合成原理
• 5.2.3 实验方法
• 5.2.3.1 多孔PU/PLGA薄膜材料制备
• 5.2.3.2 多孔PU/PLGA-heparin薄膜材料制备
• 5.3 测试与表征
• 5.3.1 红外光谱测试
• 5.3.2 水接触角测试
• 5.3.3 扫描电子显微镜测试
• 5.3.4 血液相容性评价
• 5.3.4.1 全血粘附实验
• 5.3.4.2 血小板粘附实验
• 5.3.4.3 APTT/PT/TT凝血时间测试
• 5.3.4.4 溶血率测试
• 5.3.4.5 红细胞形态测试
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 红外光谱分析
• 5.4.2 水接触角分析
• 5.4.3 扫描电子显微镜分析
• 5.4.4 血液相容性分析
• 5.4.4.1 全血及血小板粘附分析
• 5.4.4.2 APTT/PT/TT凝血时间分析
• 5.4.4.3 溶血率分析
• 5.4.4.4 红细胞形态分析
• 5.5 小结
• 展望
• 参考文献
• 在读硕士期间发表的学术论文
• 致谢