可注射性骨组织工程支架材料的合成、表征及性能测试

论文摘要

可注射性骨组织工程支架材料,可通过非侵害或微创伤方式达到修复和治疗骨缺损和骨畸形的目的。由于在治疗学方面的优点和特色,可注射性骨组织工程支架材料的研究近年来正在受到越来越多的关注。本课题研究了富马酸-三羟甲基丙烷预聚物和富马酸-三羟甲基丙烷-聚乙二醇预聚物的合成、表征及交联性能。通过对预聚物的酸值、粘度测试控制分子量; 采用凝胶渗透色谱（GPC）、红外、核磁共振等手段对预聚物结构进行表征。合成出低分子量的羟基封端的预聚物,用乙烯基吡咯烷酮（NVP）为交联剂,利用氧化还原体系引发交联反应,制备具有可注射性骨组织工程支架材料特征的产物。结果表明:反应温度120-140℃,反应时间3-5h,可得到不同分子量和粘度的预聚物。随着反应温度的提高和反应时间的延长,得到的分子量增大,粘度增大。富马酸-三羟甲基丙烷预聚物的数均分子量为2.0-6.0×103,特性粘数[η]的范围为10.0-11.0dL·g-1。富马酸-三羟甲基丙烷-聚乙二醇预聚物的数均分子量为1.5-2.0×103,特性粘数[η]的范围为3.0-8.0dL·g-1。聚乙二醇（PEG）的加入可有效控制预聚物的分子量和粘度。富马酸-三羟甲基丙烷预聚物交联反应采用过氧化苯甲酰（BPO）-抗坏血酸（VC）引发体系。在37℃恒温条件下,产物最高交联温度为39.6℃（目前使用的支架材料聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥最高交联温度为96.7℃）,可避免因放热引起的各种副作用,大大降低对周围组织的损伤。正交实验结果表明交联温升受活化剂VC 的影响最大,交联剂乙烯基吡咯烷酮（NVP）的影响最小; 固化时间则受引发剂BPO 影响最大,活化剂VC 的影响最小。富马酸-三羟甲基丙烷-聚乙二醇预聚物交联反应采用BPO—N, N-二甲基苯胺（DMA）引发体系。在27℃恒温条件下,产物最高交联温度为35.3℃。结果表明交联温升和固化时间受引发剂BPO 的用量影响最大,其次是交联剂NVP 的用量,而聚乙二醇的含量影响最小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 组织工程
• 1.2 骨组织工程
• 1.3 骨支架材料
• 1.4 可注射性骨支架材料
• 1.5 课题研究的背景和意义
• 1.6 实验方案
• 2 实验部分
• 2.1 主要实验药品及仪器
• 2.2 实验原理及条件选择
• 2.3 预聚物的合成
• 2.4 预聚物的表征
• 2.5 预聚物交联温升及固化时间的测定
• 3 结果与讨论
• 3.1 酸值测定结果与分析
• 3.2 粘度测量结果
• 3.3 预聚物分子量的影响因素
• 3.4 红外光谱测试结果与分析
• 3.5 核磁测试结果与分析
• 3.6 交联反应温升和固化时间的测定及影响因素
• 4 全文总结
• 4.1 主要研究结果
• 4.2 本文的特色与创新之处
• 附录1
• 致谢
• 参考文献