生物大分子修饰聚氨酯导管表面的工艺优化开题报告

 2022-09-25 09:50:08

1. 研究目的与意义

聚氨酯(PU)全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(NHCOO)的大分子化合物的统称。PU是由多元醇(聚醚、聚酯等)构成的软段和由异氰酸酯与小分子扩链剂(二胺或二醇)构成的硬段聚合形成的共聚物。PU大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲、脲基甲酸酯等基团。PU是一种新兴的有机高分子材料,被誉为第五大塑料,因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。自20世纪50年代PU首次应用于生物医学以来,PU在医学上的用途日益广泛。1958年PU首次用于骨折修复材料,而后又成功地应用于血管外科手术缝合用补充涂层。20世纪60年代,美国DuPont公司生产出热塑性PU,具有比硅橡胶更好的耐挠屈疲劳性,美国Ethicon公司用此技术开发出商标名为Biomer的PU,并成功应用于生物医学领域中。20世纪70年代开始,PU作为一种医用材料已倍受重视。到了20世纪80年代,用PU弹性体制造人工心脏移植手术获得成功,使PU材料在生物医学上的应用得到进一步发展。20世纪80年代中期,美国PTG公司生产出性能更加优异的商标名为Biospan的PU,开始大量应用于临床中。20世纪90年代初期,E-A-R特种复合材料公司开发出牌号为IsolossLS-M医用泡沫,在整形外科及脚病患者上获得应用,也可作为其他外科用的填充材料和减震缓冲材料。进入21世纪以来,人工器官、医用防护、医用导管、水凝胶、弹性绷带、医用敷料等医用PU材料不断涌现。近年来,随着科技的进步和研究水平的提高,新的医用PU材料不断涌现,制品的性能也不断得到改善。

2. 课题关键问题和重难点

PU作为一种应用广泛的高分子生物医用材料,虽本身具有良好的血液相容性,但长期植入体内容易引起机体的炎症反应,仍不能满足临床操作的需要。在各种医疗制品中尤其是介入导管或与血液直接接触时,不可避免地产生不同程度的凝血、细菌感染或者因插入或植入器械带来的机体损伤等,这些问题都关系到治疗的效果。因此,医用PU的改性研究成为其在生物医学中进一步发展的关键。

1.生物稳定性

许多研究学者认为炎症反应是诱发降解的根本因素,而提高聚氨酯材料的生物相容性可以使其不诱

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3. 国内外研究现状(文献综述)

目前不凝血性较好的材料仅有聚磷酰胆碱、肝素化材料和聚乙二醇.具有磺铵两性离子结构的聚合物是一类新的抗血小板粘附高分子材料.表面接枝是发展不凝血材料的好途径,既可以提高材料表面的不凝血性,又能保留材料原有的物理力学性能.多嵌段聚醚氨酯具有较好的生物相容性,良好的物理力学性能,是一类比较好的生物医用材料.但未经处理的聚氨酯表面不凝血性还不够好,在它的表面接枝不凝血的高分子结构将是提高其不凝血性的有效方法.因此,用臭氧活化法,在聚氨酯表面接枝两性离子单体N,N-二甲基N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)N-(3-磺丙基)铵[N,N′-Dimethyl-N-methacryloyloxyethyl-N-(3-sulfopropyl)-Ammonium(DMMSA)],并对这种新材料的抗血小板粘附性进行了研究。

磺基甜菜碱单体可通过两种方法制备,一种是用叔胺与卤代磺酸盐反应制得相应的内盐;另一种是用叔胺与烷基磺酸内酯开环反应制得第二种为常见文献报道的方法单体以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为原料,与丙基磺内酯开环反应制备。

两性离子功能化改性高分子膜表面的方法多属于接枝自(graftingfrom)膜表面的方法,通过表面引发聚合反应完成。该过程以不破坏高分子基膜特性为前提,首先在高分子膜表面上产生活性点,然后在膜表面原位引发两性离子单体的聚合接枝反应,最终在高分子膜表面上形成两性离子聚合物层。

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4. 研究方案

聚氨酯表面接枝

取清洗干净50ml三口烧瓶,两性离子(DMAPS、MPEG2000-DSPE)真空水溶液浓度采用10wt%的,加入磁子开动搅拌将反应液混合均匀。将三口烧瓶放入水浴锅中加热,温度设置为37℃,温度稳定后,加入之前被臭氧充分处理过的PU薄膜,同时需要在三口烧瓶中加入2.6~3.010-4mol/l的Fe2 离子溶液作为阻聚剂。在氮气保护下恒温搅拌反应24h。反应结束。用蒸馏水清洗PU薄膜,需要反复的清洗,重复3次。之后室温条件下真空干燥器中干燥。

5. 工作计划

第2学期18-21周文献查阅、翻译,文字资料总结

第3学期第1周交文献综述,讨论实验方案

第3学期第2周交开题报告,实验准备

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