首页> 正文

基于聚羟基脂肪酸酯双亲嵌段共聚物的合成、表征、自组装及生物相容性研究

2020-12-02阅读(604)

基于聚羟基脂肪酸酯双亲嵌段共聚物的合成、表征、自组装及生物相容性研究

论文摘要

聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates或PHAs）是一类微生物发酵、可生物降解的高分子聚酯,因其具有卓越的生物相容性和生物降解性而受到越来越多的关注。聚乙二醇（Polyethylene glycol或PEG）是一类水溶性和生物性相容的物质,可安全存在于人体的血液中。本文选用了PHAs家族中聚三羟基丁酸酯（PHB）、三羟基丁酸和四羟基丁酸共聚酯（P3/4HB）和三羟基丁酸三羟基己酸共聚酯（PHBHHx）分别为硬段、疏水段和软段、亲水段的PEG通过化学共聚的方式合成三个系列的多嵌段双亲性共聚物。所聚合的产物通过核磁（NMR）和红外（IR）对其结构进行分析,结合凝胶渗透色普（GPC）测试结果,验证了产物的嵌段结构。示差扫描量热测试结果（DSC）显示所有的产物只有一个内移的玻璃化转变温度（Tg）,表现出PHA相和PEG相有一定的相容性,且由于彼此链段的影响使两相都处于半结晶状态。而通过调节不同的组分组成,产物在久置后能达到相分离的状态。热稳定分析（TGA）结果表明多嵌段共聚物中由于PEG和亚氨酯基团的引入,增加了PHA的热加工区间。三个系列的多嵌段共聚物中由于PHA链段不同的结晶性,形成了材料不同的表面形态和特殊的生物学意义。当PHA是高结晶的PHB片段时,共聚物表面形态时多孔网状结构;当PHA时完全无定形态的P3/4HB时,共聚物表面形态是连续的平滑结构;当PHA是半结晶状态的PHBHHx时,共聚物表面形态是介于多孔和平滑之间。实现了选用不同结晶态的PHA的方法来调控共聚物的表面形态的设想。共聚物的这种特性也使他们在不同方面表现出了新的性能和应用。随着PEG的引入,PHB-b-PEG系列多嵌段共聚物的血液相容性得到很大程度的提高。主要体现在凝血时间的增加和共聚物表面血小板贴附数目的减少。完全无定形态的P3/4HB使得P3/4HB-b-PEG系列多嵌段共聚能够溶于水,且在水包油的乳液中根据组分的不同自组装成为不同的形状（树叶状和三角形状）。半结晶态的PHBHHx使PHBHHx-b-PEG系列多嵌段共聚物有着更强的机械强度和断裂伸长率,动物实验表明PHBHHx-b-PEG系列多嵌段共聚物有着比纯PHBHHx更好的组织重建和组织相容性。这将会使PHBHHx-b-PEG系列多嵌段共聚物在术后抗粘连和伤口的修复方面有潜在的生物医学应用。本文成功的改善了PHA作为生物材料疏水的特点,并研究了改性后的多嵌段共聚物相比于纯的PHA的独特性能和生物医学应用。这将为拓展PHA应用领域,尤其在高级自组装功能材料和开发新型生物医学材料方面有着独特的贡献。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 主要符号对照表
  • 第一章 引言
  • 1.1 可生物降解材料的概述
  • 1.2 聚羟基脂肪酸（PHAs）简介
  • 1.2.1 PHAs的物化性质
  • 1.2.2 PHAs的生物相容性及生物降解性
  • 1.3 聚乙二醇（PEG）概述
  • 1.3.1 聚乙二醇的性质
  • 1.3.2 聚乙二醇的应用
  • 1.4 PHAs嵌段共聚物研究现状
  • 1.4.1 PEG-b-PHA-b-PEG 三嵌段共聚物
  • 1.4.2 PHA-b-PEG 两嵌段共聚物
  • 1.4.3 PHA-b-PEG 多嵌段聚酯型聚氨酯结构共聚物
  • 1.4.4 含PHAs的其他新型嵌段共聚物
  • 1.5 论文的研究目的及创新性
  • 第二章 材料及实验方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 主要材料和试剂
  • 2.1.2 主要仪器设备
  • 2.2 PHA预聚体的制备（PHA-diol）
  • 2.2.1 PHB-diol的制备
  • 2.2.2 P3/4HB-diol 的制备
  • 2.2.3 PHBHHx-diol的制备
  • 2.3 PEGs的预处理
  • 2.4 双亲性聚酯型聚氨酯的合成（PUs）
  • 2.4.1 PHB-b-PEG 多嵌段聚酯型聚氨酯合成
  • 2.4.2 P3/4HB-b-PEG多嵌段聚酯型聚氨酯合成
  • 2.4.3 PHBHHx-b-PEG 多嵌段聚酯型聚氨酯合成
  • 2.5 PHB-b-PEG 多嵌段聚酯型聚氨酯血液相容性的测试
  • 2.6 P3/4HB-b-PEG 多嵌段聚酯型聚氨酯自组装性能和凝胶行为的测试
  • 2.7 PHBHHx-b-PEG 多嵌段聚酯型聚氨酯组织相容性的测试
  • 第三章 产物表征及性能研究
  • 3.1 主要表征仪器
  • 3.2 结构表征
  • 3.2.1 预聚物结构表征
  • 3.2.2 产物结构表征
  • 3.3 分子量表征
  • 3.4 聚合物热学性能表征
  • 3.4.1 热稳定性表征
  • 3.4.2 示差扫描量热表征
  • 3.5 聚合物力学性能表征
  • 3.6 材料的亲水性表征
  • 3.7 材料的表面形态表征
  • 3.8 PHB-b-PEG系列多嵌段共聚物血液相容性的研究
  • 3.9 P3/4HB-b-PEG系列多嵌段共聚物的自组装及凝胶性能研究
  • 3.9.1 P3/4HB-b-PEG系列多嵌段共聚物的自组装研究
  • 3.9.2 P3/4HB-b-PEG系列多嵌段共聚物的凝胶行为研究
  • 3.10 PHBHHx-b-PEG系列多嵌段共聚物的组织相容性研究
  • 第四章 结束语
  • 参考文献
  • 个人简历及发表论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

    • [1].多嵌段共聚物、橡胶组合物和轮胎[J]. 橡塑技术与装备 2019(11)
    • [2].有机胍催化法可控合成聚乳酸-聚丁二酸丁二醇酯多嵌段共聚物研究[J]. 高分子学报 2019(08)
    • [3].抑制阴离子聚合副反应条件下苯乙烯/丁二烯多嵌段共聚物的反应挤出聚合[J]. 高分子材料科学与工程 2012(07)
    • [4].PBO-b-ABPBO多嵌段共聚物的制备及其性能[J]. 功能高分子学报 2008(02)
    • [5].PLA/PEG多嵌段共聚物的合成与表征[J]. 中原工学院学报 2009(05)
    • [6].熔融扩链反应制备PLA/PBAT多嵌段共聚物[J]. 工程塑料应用 2008(10)
    • [7].带有羧基基团荧光聚氨酯材料的合成与表征[J]. 高分子材料科学与工程 2014(05)
    • [8].聚对二氧环己酮/聚乙二醇多嵌段共聚物的合成与表征[J]. 高分子学报 2009(03)
    • [9].生物可降解聚乳酸复合材料研究进展[J]. 化学工程与装备 2015(08)
    • [10].国外塑料专利[J]. 塑料科技 2009(01)
    • [11].利用Avrami和莫志深方法研究聚丁二酸丁二醇酯-聚丁二酸二甘醇酯多嵌段共聚物的非等温结晶动力学[J]. 材料导报 2018(16)
    • [12].两亲性多嵌段共聚物的合成及自组装[J]. 高分子材料科学与工程 2019(10)
    • [13].[N,P]型非茂过渡金属催化剂合成PE-b-P(E/P)多嵌段共聚物的研究[J]. 高分子学报 2019(02)
    • [14].多嵌段共聚物(P4VP-b-PS-b-P4VP)_n的胶束化行为研究[J]. 高分子学报 2009(08)
    • [15].用乙烯基吡啶改性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物[J]. 合成橡胶工业 2010(01)
    • [16].我国成功制备出电活性三嵌段乃至多嵌段共聚物[J]. 功能材料信息 2009(01)
    • [17].交替多层TPU/SEBS复合材料阻尼隔声性能的研究[J]. 广州化工 2009(05)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  ;  

    基于聚羟基脂肪酸酯双亲嵌段共聚物的合成、表征、自组装及生物相容性研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5