【摘要】：聚四氟乙烯(PTFE)具有良好的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和良好的生物惰性,且不會引起機體的排斥。然而,作為用于隆鼻假體和人工血管的主要材料之一,PTFE存在著表面能過低、親水性差等特點,導(dǎo)致其難以促進細胞和附著與后續(xù)的增殖分化等。同時,由于其分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、表面能低,已有的對其表面改性的方法大多存在著操作復(fù)雜、對基板損害大等缺點,因此,尋求一種簡單有效的改性方法成為聚四氟乙烯材料表面改性的研究熱點。本文利用聚多巴胺(PDA)的良好黏附能力,在PTFE基板表面制備一層PDA/TiO_2復(fù)合薄膜來改善其親水性和細胞相容性,并進一步引入三氯生(TCS)物質(zhì),在PTFE基板表面制備了一層兼具優(yōu)良細胞相容性和持久抗菌性能的PDA/TCS/TiO_2復(fù)合薄膜。本文的主要研究結(jié)果如下:(1)PDA/TiO_2復(fù)合薄膜在PTFE基板表面的制備及表征通過對在PTFE基板表面制備TiO_2薄膜的方法探索,最終確定使用原位共沉積法在經(jīng)等離子體處理后的基板表面制備一層PDA/TiO_2復(fù)合薄膜。所制備的復(fù)合薄膜完整連續(xù),復(fù)合薄膜中的TiO_2含量可通過共沉積時加入的TiO_2水溶膠含量進行調(diào)控,此復(fù)合薄膜與基板之間的結(jié)合十分牢固,其剪切強度達23.5MPa。復(fù)合薄膜使基板表面的親水性和細胞相容性均得到較大改善,其水接觸角從118°降低至約50°,成纖維細胞和前成骨細胞的黏附與增殖情況均優(yōu)于PTFE基板。(2)PDA/TCS/TiO_2復(fù)合薄膜在PTFE基板表面的制備及表征在PDA/TiO_2復(fù)合薄膜的制備方法基礎(chǔ)上,通過混合溶劑法,成功將TCS引入PTFE基板表面,得到了一層完整均勻的PDA/TCS/TiO_2復(fù)合薄膜,其中TCS和TiO_2的比例可通過共混時所加入的TCS-乙醇溶液和TiO_2水溶膠的體積比來進行調(diào)控,TCS的引入對復(fù)合薄膜的表面形貌、TiO_2晶相及表面親水性無明顯影響。PDA/TCS/TiO_2復(fù)合薄膜與PTFE基板之間的結(jié)合力大小隨TCS含量增加而增大,當(dāng)所加入的TCS-乙醇溶液為10 ml所制備的復(fù)合薄膜的剪切強度為29.4MPa。PDA/TCS/TiO_2復(fù)合薄膜的細胞相容性受其中TCS含量影響,當(dāng)復(fù)合薄膜中TCS含量適合時其細胞相容性與PTFE相仿,其中TCS含量過高時則會導(dǎo)致細胞相容性變差。PDA/TCS/TiO_2復(fù)合薄膜具有良好的抗菌性能,對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均有很好的抑制效果,且抗菌時效性長,此復(fù)合薄膜于PBS緩沖液中浸泡14天后仍具有抗菌效果,PDA/TCS/TiO_2復(fù)合薄膜的釋放曲線表明,前期TCS的釋放較快,后期速度減緩,釋放14天后復(fù)合薄膜中TCS殘余量約為10%,于PBS緩沖液中釋放21天后的復(fù)合薄膜中基本無TCS殘余。
【圖文】：

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文有高韌性和優(yōu)良的抗摩擦性能，并且具有極強的疏水性[19,20]和化學(xué)、生物惰性，能夠抵抗酶和微生物攻擊。憑借其優(yōu)良的特性，PTFE 材料很早之前就在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。第一個應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)的不可吸收膜就是由膨體聚四氟乙烯（e-PTFE）材料制成[21,22]。此外，將聚四氟乙烯作為人工心臟瓣膜材料的也早有報道[23]。繼將PTFE 材料用于人工心臟瓣膜的制作后不久，有學(xué)者將聚四氟乙烯進行編織后將其用作人工血管移植物材料，但這種聚四氟乙烯編織物植入時間過長后其效果并不理想，因為它在植入體內(nèi)后一定時間后會解開導(dǎo)致植入失敗[24]。膨體聚四氟乙烯(e-PTFE)由于其表面的抗血栓特性和孔隙度允許組織向內(nèi)生長的性能，已被證明是更適合的人工血管材料。聚四氟乙烯（包括膨體聚四氟乙烯）材料由于其在人體中的整體性能較好，除上述介紹的幾款典型植入體外，目前也還被應(yīng)用在許多其他的醫(yī)療器械之中。如圖 1.1 所示是醫(yī)療植入物市場上常見的使用聚四氟乙烯材料制作的醫(yī)療器械。

圖 1.2 鈉-萘絡(luò)合物處理聚四氟乙烯的反應(yīng)示意圖[31]1.2 Schematic diagram of the reaction of sodium-naphthalene complex with熔融法改性及其性能研究現(xiàn)狀熔融法改性是對聚四氟乙烯材料的表面進行高溫處理，即在高強、易粘接的填料小顆粒（如二氧化硅等）到聚四氟乙烯表面，改善 PTFE 基板表面粘接性能差等缺點。Wang 等[35]采用模法結(jié)合，在聚四氟乙烯材料中引入了碳纖維，使得材料的耐摩得到了顯著增強。但聚四氟乙烯材料在高溫處理時可能會釋放下聚四氟乙烯的穩(wěn)定性差，，易變形，另外高溫處理也會對材料缺點的存在使得高溫熔融法對 PTFE 基板進行改性的應(yīng)用不多束注入法改性及其性能研究現(xiàn)狀束注入改性就是在離子槍的作用下，將幾十甚至幾百千伏能量到材料中，離子束會與材料中的原子或者分子相互作用，兩者
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.2;TQ325.4;R318.08

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本文編號：2705939