植入物形式的生物材料被廣泛用于替代和/或恢復受創(chuàng)傷和受損組織和器官,從而改善患者的生活質(zhì)量,尤其是骨組織修復植入物。但是植入物的使用存在一系列問題,其中包括細菌感染,較高的細胞毒性,以及植入物和宿主器官之間顯著的機械差異等�？缮锝到饩郯滨ビ捎谄鋬�(yōu)異的物理和化學性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于骨修復領(lǐng)域。隨著納米技術(shù)的發(fā)展,擁有超高硬度、表面可修飾性、生物相容性較好的納米金剛石也逐漸廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學領(lǐng)域。本文利用聚氨酯為載體,添加改性納米金剛石,制備出能夠抗細菌感染、機械性能匹配,合適的降解速率的抗菌納米金剛石增強聚氨酯復合材料。具體研究內(nèi)容如下:1、本研究往聚氨酯材料中添加不同比例的聚陽離子改性納米金剛石（QND）,制備出聚陽離子改性納米金剛石增強聚氨酯復合材料（APU,APU/0.5%QND,APU/1%QND,APU/1.5%QND）。然后對聚氨酯復合材料的熱穩(wěn)定性、結(jié)晶性、機械性能、抗菌性能、親水性、降解性和生物相容性等進行了綜合評估。結(jié)果表明:加入量為1%時,改性納米金剛石可以在聚合物中均勻分散,而1.5%的改性納米金剛石在聚合物中出現(xiàn)團聚現(xiàn)象。制備的復合材料均有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。均勻分布... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

納米金/聚氨酯復合支架及其性能示意圖

碩士學位論文抗菌納米金剛石增強聚氨酯復合材料的制備及其性能研究9臺，類似于蛋白質(zhì)涂層材料[44]。因此，納米金剛石具有優(yōu)異的機械性能，結(jié)合可調(diào)表面化學，提供藥物和生物活性分子的能力以及生物相容性，有利于增強可生物降解聚合物，從而創(chuàng)造出多功能的組織工程技術(shù)。有文獻研究結(jié)果表明[41]，在聚(L-乳酸)(PLLA)中加入10wt%的十八烷基胺官能化納米金剛石(ND-ODA)導致楊氏模量增加200%以上，硬度增加800%，使納米復合材料性能接近人體皮質(zhì)骨，如圖1.2所示。這是因為良好分散的ND-ODA顆粒增加了PLLA基質(zhì)的結(jié)晶度，從而導致復合材料的硬度和楊氏模量增加。先前也報道了納米金剛石和聚(乙烯醇)復合材料的聚合物基質(zhì)結(jié)晶度的類似增加，并且作者用ND和基質(zhì)之間的良好親和力解釋[45]。此外，MaryamAlishir等合成的聚氨酯/納米金剛石復合材料，并證明其結(jié)晶度提高，拉伸性能也得到改善[29]。作者認為其機械性能有效性的提高不僅歸因于均勻分散的納米粒子提高了聚合物填料之間強烈的界面相互作用，而且歸因于半結(jié)晶結(jié)構(gòu)的聚合物聚氨酯結(jié)晶度的提高。圖1.2(a)ND-ODA/PLLA復合材料的制造和使用的示意圖；(b)ND-ODA顆粒的分子模型；(c)13CMASNMR光譜的比較；(d)高分辨率TEM顯示ND-ODA簇1.5抗菌劑概述抗菌劑是指一種在一定的時間內(nèi)可以使微生物(包括細菌、真菌、酵母、藻類和病毒等)的繁殖和生長維持在標準水平以下的功能材料，也叫做為抗菌材料。聚氨酯在生物領(lǐng)域應(yīng)用過程中另一個突出的問題是細菌感染[46]。為了克服這個問題，許多研究人員更加關(guān)注含有季銨鹽或金屬納米粒子等抗菌劑的聚合物體系的生產(chǎn)研究[47-48]。

1緒論碩士學位論文101.5.1季銨鹽類抗菌劑季銨鹽作為陽離子表面活性劑在現(xiàn)代應(yīng)用已十分廣泛，人們最初發(fā)現(xiàn)，季銨鹽陽離子的化學特性就是它所具有的殺菌作用[49]。由于微生物細胞表面的磷酸根呈負電性，季銨鹽陽離子通過物理吸附作用，可定向排列在微生物體的半滲透膜與水或空氣的界面上，緊密排列的界面分子膜切斷了營養(yǎng)物質(zhì)的來源，短鏈烷基季銨鹽則能夠很快地穿透細胞膜，進而使細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)變性或酶失活，并且可使菌體內(nèi)的重要物質(zhì)大量流出，使其停止代謝而死亡。對于抗菌機理的研究，目前認為季銨鹽的抗菌作用過程可分為6步：a．吸附到菌體表面；b．穿透細胞壁；c．與細胞膜結(jié)合；d．擾亂細胞膜組成；e．胞內(nèi)物質(zhì)如脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)等的泄漏；f．菌體死亡。單鏈季銨鹽系抗菌劑的抗菌效果較好但持久性較差，并且長期使用會導致微生物產(chǎn)生耐藥性；雙季銨鹽類和一些雜環(huán)類化合物改性的季銨鹽抗菌劑則效果要好一些[50]。YaoC[51]等對電紡聚氨酯纖維膜等進行電解預處理，然后在紫外光的引導下接枝4-乙烯基吡啶共聚物，用溴化己基對接枝的吡啶基群進行季銨鹽化。采用掃描電鏡法(SEM)和拉力試驗分別研究了材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)和力學性能。結(jié)果表明：改性后的聚氨酯纖維膜的拉伸強度降低了20%左右。改性過程略微改變了聚氨酯纖維膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)，保持了纖維結(jié)構(gòu)。采用葡糖球菌G+和大腸桿菌G-對改性后的聚氨酯纖維膜進行抗菌實驗。結(jié)果表明，改性聚氨酯纖維膜對高性能過濾器、防護織物和有機物等具有較強的抗菌活性。這說明其在醫(yī)療設(shè)備方面具有巨大的應(yīng)用潛力。圖1.3季銨鹽的抗菌機制示意圖

【參考文獻】：
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碩士論文
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