医用金属表面大面积规则排列微孔高分子涂层的研究

医用金属表面大面积规则排列微孔高分子涂层的研究

论文摘要

本论文的研究目的是在医用金属316L不锈钢(316LSS)表面制备具有表面多孔形貌和良好生物相容性的聚丙交酯乙交酯(PLGA)涂层,降低凝血率,为内皮化支架的制备进行前期的基础研究。本文利用水辅助法原理,克服浇注工艺不能在复杂结构表面制备涂层的缺点,采用浸涂工艺在316LSS表面制备了PLGA微孔涂层。研究了规则排列微孔高分子涂层的形成规律及机制。高分子的分子量及溶液的浓度是影响涂层形貌的两个主要因素。在分子量一定的条件下,当浓度高于某一临界浓度时,涂层容易形成规则排列的多孔形貌,而在临界浓度以下,则容易形成多边形的“胞状”多孔结构;空气湿度和提拉速度对涂层形貌影响不大。对于规则排列多孔形貌,孔径可在1~10微米范围内变化:对高分子量溶液,随浓度的提高,孔径增大,对较低分子量的溶液,随浓度提高,孔径相应减小;同时,孔径随湿度提高而增大,随提拉速度提高,略有增长,但变化不大。在涂层的形成过程中,Marangoni对流和毛细作用是涂层形貌形成的两个主要控制因素。当液膜表面Marangoni对流强度Ma超过临界值Mc=80时,Marangoni对流作用控制涂层成为多边形“胞状”多孔结构形貌:当Ma小于80,毛细作用占主导地位,控制水滴紧密排列,形成排列规则的多孔形貌。本文通过接触角测量方法考察了涂层的亲疏水性。多孔涂层的接触角值(103.3°)大于PLGA致密涂层接触角值(73.6°),显示出疏水性。同时,实验还证明随着孔径的减小,接触角有所增大,即疏水性增强。可以得知,多孔涂层表面不会因为过多的黏结血液而导致血管堵塞。通过血小板黏附试验和动态凝血试验考察了涂层的血液相容性。以316LSS作为参照组进行对比分析,结果可得:PLGA多孔涂层明显降低了血小板在材料表面的黏附,延长了动态凝血时间,表面出良好的血液相容性。同时对于多孔涂层,在孔径与血小板尺寸相近的条件下,血小板不易进入孔洞中而产生血小板聚集,不仅从材料成分而且从形貌上来提高抗凝血性能。本文还探索了通过静电自组装原理在PLGA多孔膜表面制备纳米复合多层膜的工艺,以期进一步改进微孔涂层的生物相容性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 生物医用材料
  • 1.1.1 生物医用材料的概念
  • 1.1.2 生物医用材料的分类
  • 1.1.3 生物医用材料的生物相容性
  • 1.2 生物医用高分子材料
  • 1.2.1 概述
  • 1.2.2 聚乳酸及其共聚物PLGA
  • 1.2.3 PLGA多孔涂层
  • 1.3 高分子多孔涂层制备
  • 1.3.1 水辅助法
  • 1.3.2 多孔薄膜的形成机制
  • 1.3.3 蜂窝状有序多孔薄膜的结构控制
  • 1.3.4 高分子多孔涂层的制备工艺
  • 1.4 本课题研究的目的、内容和方法
  • 1.4.1 课题研究的目的
  • 1.4.2 研究内容和方法
  • 2 PLGA多孔涂层的制备及形成机制
  • 2.1 多孔涂层形成的理论基础
  • 2.1.1 Marangoni对流
  • 2.1.2 毛细作用
  • 2.2 PLGA多孔涂层的制备
  • 2.2.1 实验原料及实验仪器
  • 2.2.2 制备过程
  • 2.3 实验结果及分析
  • 2.3.1 PLGA微孔涂层形貌的扫描电镜观察
  • 2.3.2 PLGA微孔涂层形貌的影响因素
  • 2.3.3 多孔涂层的形成机制
  • 2.3.4 微孔涂层提拉与浇注工艺的评价
  • 2.4 结论
  • 3 PLGA多孔涂层的生物相容性表征
  • 3.1 涂层的亲疏水性表征
  • 3.1.1 前言
  • 3.1.2 实验过程
  • 3.1.3 实验结果及其分析
  • 3.2 涂层血液相容性表征
  • 3.2.1 血小板薪附实验
  • 3.2.2 动态凝血实验
  • 3.3 结论
  • 4 壳聚糖/明胶自组装纳米多层复合膜的制备
  • 4.1 前言
  • 4.2 理论基础
  • 4.2.1 静电自组装原理
  • 4.2.2 自组装药物
  • 4.3 壳聚糖/明胶复合膜的制备
  • 4.3.1 样品的准备和溶液的制备
  • 4.3.2 自组装复合膜的制备
  • 4.4 测试及分析
  • 4.4.1 增重测试
  • 4.4.2 表面形貌的观察
  • 4.4.3 亲疏水性测试
  • 4.5 结论
  • 结论及展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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