首页> 正文

g-HA/PLA生物复合材料的制备与性能研究

2020-12-07阅读(366)

g-HA/PLA生物复合材料的制备与性能研究

论文摘要

可生物降解的合成高分子因具有性能可控、无免疫排斥反应以及生物相容性好等优点而被广泛用于生物医学领域。其中聚乳酸（PLA）就是目前应用最广的一种可生物降解高分子。羟基磷灰石（HA）是构成自然骨无机质的主要成分,生物活性好,能与骨形成牢固结合。两种材料的复合,一方面可提高材料的韧性,满足骨替代材料的力学性能要求；另一方面,聚乳酸的酸性降解产物可被羟基磷灰石缓冲,同时羟基磷灰石可提供良好的环境,供细胞生长、组织再生及血管化,从而更加符合骨组织工程材料的生物学要求。但当无机纳米颗粒和高分子进行物理共混后,两相界面结合性差,材料的力学性能不能满足骨修复的需要。在植入人体后,无机纳米粒子和高分子基体间的界面首先被破坏,使得其力学强度的在短时间内迅速降低。因此,改善无机纳米颗粒和高分子基体间的界面粘附强度成为制备无机纳米粒子/高分子复合材料的关键技术。为了改善无机粒子HA和PLA之间的界面粘附性,我们制备了改性HA与PLA复合材料,首先采用乳酸低聚物对HA粒子表面进行了接枝改性,制备改性的HA （g-HA）颗粒,再与PLA共混制成g-HA/PLA复合材料。采用红外光谱、核磁共振波谱、差示扫描量热分析、热重分析、接触角测试和力学性能测试等,系统研究了材料的微观结构、力学性能、降解性能和热分解特性,并对其生物安全性进行了评价。研究发现,HA表面乳酸低聚物的接枝率随PLA单体浓度的提高而增大,改性前后HA颗粒表面形貌并无明显变化。改性后材料表面的亲水性明显提高。改性后的g-HA颗粒在PLA基体中具有更均一的分散性,增强了颗粒和基体两相间的粘附力,提高了复合材料的力学强度,同时g-HA颗粒的加入会减缓PLA基体的热分解。同纯PLA相比,在降解初期,g-HA/PLA复合材料的降解速率较快,降解速度与其中的g-HA含量有关。在降解后期,g-HA/PLA复合物的降解速率逐渐减慢。g-HA颗粒中和了降解介质中的酸性代谢产物,降低了材料自催化效应及产生速度,减慢了g-HA/PLA复合材料重量损失速度,可以减小或避免无菌性炎症的发生。在整个降解过程中,g-HA的加入可有效提高g-HA/PLA复合材料的机械性能。生物安全性评价结果表明g-HA/PLA复合材料是一种很有潜力的、安全的、具有良好生物相容性的材料。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 生物医用高分子材料
  • 1.3 聚乳酸的基本性质和合成方法
  • 1.3.1 聚乳酸的基本性质
  • 1.3.2 聚乳酸的合成方法
  • 1.4 聚乳酸的改性
  • 1.4.1 物理改性
  • 1.4.2 化学改性
  • 1.5 羟基磷灰石生物陶瓷
  • 1.5.1 羟基磷灰石的基本性质
  • 1.5.2 羟基磷灰石的研究进展
  • 1.6 HA/PLA复合物材料
  • 1.7 本论文的主要研究工作与意义
  • 第2章 实验材料及实验方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.2 丙交酯的合成
  • 2.3 聚乳酸的合成
  • 2.4 HA的改性
  • 2.5 g-HA/PLA材料的制备
  • 2.6 g-HA/PLA复合材料的微观结构分析与性能测试
  • 2.7 g-HA/PLA材料的降解行为测试
  • 2.8 g-HA/PLA材料的生物相容性测试
  • 2.8.1 细胞毒性测试
  • 2.8.2 全身急性毒性测试
  • 2.8.3 溶血测试
  • 2.8.4 过敏反应测试
  • 2.8.5 肌肉植入炎症反应测试
  • 2.9 本章小结
  • 第3章 聚乳酸的合成与性能表征
  • 3.1 引言
  • 3.2 丙交酯的分子结构
  • 3.3 PLA的合成与链结构
  • 3.3.1 聚合条件对PLA相对分子量的影响
  • 3.3.2 PLA的结构
  • 3.4 PLA的热性能
  • 3.5 PLA的亲水性能
  • 3.6 本章小结
  • 第4章 g-HA/PLA复合材料的制备与理化性能
  • 4.1 引言
  • 4.2 g-HA的结构与性能
  • 4.2.1 g-HA的接枝率
  • 4.2.2 g-HA的结构
  • 4.2.3 g-HA的微观形貌
  • 4.3 g-HA/PLA复合材料的微观组织与性能
  • 4.3.1 g-HA/PLA复合材料的微观形貌
  • 4.3.2 g-HA/PLA复合材料的亲水性
  • 4.3.3 g-HA/PLA复合材料的力学性能
  • 4.3.4 g-HA/PLA复合材料的热稳定性
  • 4.4 g-HA/PLA复合材料的降解行为
  • 4.4.1 降解过程中微观组织演化
  • 4.4.2 降解过程中分子量的变化
  • 4.4.3 降解过程中力学性能的变化
  • 4.4.4 降解过程中热性能的变化
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 g-HA/PLA复合材料的热分解动力学
  • 5.1 引言
  • 5.2 热分解动力学理论基础
  • 5.3 g-HA/PLA复合材料的热稳定性
  • 5.4 g-HA/PLA复合材料热分解动力学
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 g-HA/PLA复合材料的生物性能
  • 6.1 引言
  • 6.2 细胞毒性
  • 6.3 全身急性毒性
  • 6.4 溶血率
  • 6.5 过敏反应
  • 6.6 肌肉植入后的炎症反应
  • 6.7 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 个人简历

    • 相关论文文献

    • [1].熔融共混立构复合聚乳酸的制备及其性能研究[J]. 塑料工业 2020(02)
    • [2].口罩用聚乳酸熔喷布的专利申请现状研究[J]. 化工管理 2020(25)
    • [3].聚乳酸改性在包装领域的应用分析[J]. 食品安全导刊 2020(24)
    • [4].聚乳酸的合成方法及其应用[J]. 农产品加工 2018(10)
    • [5].聚乳酸及其立构复合物研究进展与应用[J]. 中国氯碱 2017(05)
    • [6].离子色谱法测定聚乳酸制品中的聚乳酸[J]. 中国标准化 2017(20)
    • [7].聚乳酸专利发展趋势分析[J]. 生物产业技术 2014(04)
    • [8].乳酸及聚乳酸的工业发展及市场前景[J]. 生物产业技术 2015(01)
    • [9].聚乳酸/聚多巴胺复合材料的制备及性能研究[J]. 应用化工 2019(12)
    • [10].纤维化对聚甲醛/聚乳酸共混物热分解和预期寿命的影响[J]. 塑料工业 2020(01)
    • [11].增容剂存在下高乙烯基聚丁二烯增韧聚乳酸（英文）[J]. 合成橡胶工业 2020(02)
    • [12].聚乳酸-庆大霉素珠粒对骨感染患者的临床疗效及其对症状改善的影响[J]. 抗感染药学 2020(05)
    • [13].超高温和高温厌氧条件下聚乳酸塑料的降解[J]. 环境工程学报 2018(01)
    • [14].绿色工艺合成聚乳酸新技术[J]. 合成材料老化与应用 2018(04)
    • [15].高性能超韧聚乳酸共混物的研究进展[J]. 高分子材料科学与工程 2018(10)
    • [16].全球首次实现高品质聚乳酸多元醇工业制备[J]. 合成材料老化与应用 2017(05)
    • [17].利血平聚乳酸微球的制备及形态研究[J]. 塑料工业 2015(12)
    • [18].四臂聚乳酸/线性聚乳酸共混物的结晶行为及机理研究[J]. 高分子学报 2016(05)
    • [19].聚乳酸 医疗绿色新材料[J]. 纺织科学研究 2016(05)
    • [20].微波辅助聚乳酸合成的研究进展[J]. 广州化工 2016(08)
    • [21].聚乳酸研究取得突破性进展[J]. 浙江化工 2016(09)
    • [22].聚乳酸研究取得突破性进展[J]. 塑料科技 2016(10)
    • [23].聚乳酸产业发展趋势分析[J]. 生物产业技术 2014(03)
    • [24].甲睾酮聚乳酸微球的制备及其释药性能研究[J]. 中国现代药物应用 2012(02)
    • [25].聚乳酸用于包装领域亟需解决的问题[J]. 中国包装工业 2012(04)
    • [26].中国聚乳酸的开发和应用进展[J]. 精细石油化工进展 2012(05)
    • [27].制约聚乳酸市场推广步伐的五大瓶颈[J]. 精细石油化工进展 2012(04)
    • [28].东丽开发出聚乳酸比例超过50%生物树脂[J]. 塑料科技 2012(10)
    • [29].东丽开发出聚乳酸比例超过50%生物树脂[J]. 国外塑料 2012(09)
    • [30].聚乳酸及其纤维的发展及应用[J]. 聚酯工业 2011(02)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  

    g-HA/PLA生物复合材料的制备与性能研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5