以納米羥基磷灰石（n-HA）、Ⅰ型膠原（Ⅰ-Col）、聚乙烯醇（PVA）為原料,采用化學(xué)-物理交聯(lián)法制備人工角膜支架材料。通過(guò)對(duì)比測(cè)試其含水率、孔隙率、力學(xué)拉伸性能、掃描電鏡及紅外光譜,探討了戊二醛加入濃度和冷凍解凍次數(shù)對(duì)材料性能的影響。結(jié)果表明當(dāng)m（PVA）∶m（n-HA+Ⅰ-Col）=7∶1,戊二醛濃度為0.04mol/L時(shí),復(fù)合水凝膠材料具有較好的綜合性能:含水率為70.41%;孔隙率為58.95%;拉伸強(qiáng)度為3.87 MPa;紅外分析表明原材料與交聯(lián)劑之間產(chǎn)生了交聯(lián)反應(yīng);掃描電鏡分析表明經(jīng)冷凍解凍物理交聯(lián)5次,該復(fù)合水凝膠呈均勻三維多孔結(jié)構(gòu);生物相容性實(shí)驗(yàn)測(cè)得兔角膜上皮細(xì)胞增殖良好,毒性為Ⅰ級(jí),達(dá)到國(guó)際要求,屬于合格醫(yī)用材料。 

【文章來(lái)源】：材料導(dǎo)報(bào). 2016年08期 北大核心

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圖１不同戊二醛濃度復(fù)合水凝膠的含水率Ｆｉｇ．１Ｈ２Ｏｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙｄｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ

水率達(dá)到最高（７５．９８％）。作為化學(xué)交聯(lián)劑的戊二醛可以使Ｃｏｌ分子間相互交聯(lián)呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在ＰＶＡ含量一定的情況下，戊二醛加入的濃度越大，Ｃｏｌ與ＰＶＡ分子間互穿交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)度越大，可以吸收更多的水分，因而其含水率增大。但當(dāng)戊二醛的量過(guò)大時(shí)，分子鏈間的交聯(lián)度增大，凝膠結(jié)構(gòu)變得致密，導(dǎo)致凝膠含水率下降。從圖２可見(jiàn)，該水凝膠復(fù)合材料的含水率隨冷凍解凍物理交聯(lián)次數(shù)的增加而緩慢上升。通過(guò)冷凍解凍物理交聯(lián)增加復(fù)合材料形成氫鍵的數(shù)目以及孔隙率，故其含水率緩慢上升。另外還測(cè)得該復(fù)合材料的含水率隨膠原含量的增加而先上升后下降。這是因?yàn)槟z原是天然支架材料，本身具有大量的羥基和氨基等親水基團(tuán)，經(jīng)過(guò)交聯(lián)后能與ｎ－ＨＡ和ＰＶＡ形成更多孔隙以便吸收更多的水分。但當(dāng)膠原溶液的用量過(guò)多時(shí)，水凝膠中非交聯(lián)的膠原量增加、變軟，難包含水分，故引起含水率下降。圖１不同戊二醛濃度復(fù)合水凝膠的含水率Ｆｉｇ．１Ｈ２Ｏｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙｄｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ圖２不同冷－解凍次數(shù)復(fù)合水凝膠的含水率Ｆｉｇ．２Ｈ２Ｏｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｅｚｉｎｇ－ｔｈａｗｉｎｇｃｙｃｌｅｓ２．２孔隙率分析圖３和圖４給出了不同情況下的復(fù)合水凝膠材料的孔隙率。從圖３可見(jiàn)，ｎ－ＨＡ／ＰＶＡ／Ｃｏｌ水凝膠的孔隙率隨化學(xué)交聯(lián)劑濃度的增加而先上升后下降。這是由于隨戊二醛的濃度增加，復(fù)合材料的交聯(lián)度增大，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)逐步形成，孔隙率也增大。當(dāng)戊二醛濃度達(dá)到０．０４ｍｏｌ／Ｌ時(shí)，復(fù)

便吸收更多的水分。但當(dāng)膠原溶液的用量過(guò)多時(shí)，水凝膠中非交聯(lián)的膠原量增加、變軟，難包含水分，故引起含水率下降。圖１不同戊二醛濃度復(fù)合水凝膠的含水率Ｆｉｇ．１Ｈ２Ｏｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙｄｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ圖２不同冷－解凍次數(shù)復(fù)合水凝膠的含水率Ｆｉｇ．２Ｈ２Ｏｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｅｚｉｎｇ－ｔｈａｗｉｎｇｃｙｃｌｅｓ２．２孔隙率分析圖３和圖４給出了不同情況下的復(fù)合水凝膠材料的孔隙率。從圖３可見(jiàn)，ｎ－ＨＡ／ＰＶＡ／Ｃｏｌ水凝膠的孔隙率隨化學(xué)交聯(lián)劑濃度的增加而先上升后下降。這是由于隨戊二醛的濃度增加，復(fù)合材料的交聯(lián)度增大，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)逐步形成，孔隙率也增大。當(dāng)戊二醛濃度達(dá)到０．０４ｍｏｌ／Ｌ時(shí)，復(fù)合材料孔隙率最大達(dá)到６８．０９％。隨后戊二醛濃度增大，交聯(lián)密度增大，孔徑和孔隙率變校圖４中水凝膠復(fù)合材料的孔隙率隨冷凍解凍物理交聯(lián)次數(shù)的增加而逐步上升，冷凍解凍使ＰＶＡ水溶液的分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)被“凍結(jié)”下來(lái)，分子鏈間以范德華力和氫鍵緊密結(jié)合，成為緊密有序的微區(qū)“纏結(jié)點(diǎn)”。測(cè)定得該復(fù)合水凝膠材料的孔隙率隨膠原含量的增加而先上升后下降。添加膠原量過(guò)多會(huì)使非交聯(lián)的膠原量增加，導(dǎo)致復(fù)合材料變軟，韌性降低。圖３不同戊二醛濃度復(fù)合水凝膠的孔隙率Ｆｉｇ．３Ｐｏｒｏｓｉｔｉｅｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙｄｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ圖４不同冷凍解凍次數(shù)復(fù)合水凝膠的孔隙率Ｆｉｇ．４Ｐｏｒｏｓｉｔｉｅｓｏｆ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SA/PAM/GO納米復(fù)合水凝膠的制備和性能[J]. 劉翠云,高喜平,劉捷,湯克勇,陸昶,張玉清.  材料研究學(xué)報(bào). 2015(07)
[2]PVA/HA復(fù)合雙層水凝膠的制備及性能研究[J]. 沈艷秋,陳凱,戴祖明.  材料導(dǎo)報(bào). 2015(10)
[3]我國(guó)角膜病領(lǐng)域的學(xué)術(shù)發(fā)展方向[J]. 史偉云,謝立信.  中華眼科雜志. 2014 (09)
[4]納米HA/PVA多孔復(fù)合水凝膠人工角膜支架材料對(duì)兔角膜成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)的影響[J]. 熊潔,鄧應(yīng)平,王語(yǔ)詩(shī).  重慶醫(yī)學(xué). 2014(09)
[5]化學(xué)-物理法制備聚乙烯醇/殼聚糖/納米羥基磷灰石復(fù)合水凝膠及其性能[J]. 范志恒,周莉,歐陽(yáng)君君,羅仲寬,李妙妙.  應(yīng)用化學(xué). 2014(01)
[6]復(fù)合水凝膠人工角膜裙邊支架材料的生物相容性評(píng)價(jià)[J]. 邱崗峰,石春芝,周金生,麥衛(wèi)馨,歐陽(yáng)君君,吳三強(qiáng),丘渭遙.  中國(guó)組織工程研究. 2013(03)
[7]羥基磷灰石/膠原蛋白/殼聚糖多孔支架的制備及性能研究[J]. 王靜,陳佳,李音,黃明華,陳慶華.  化工新型材料. 2012(10)
[8]多孔β-磷酸三鈣/殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠的制備與性能[J]. 歐陽(yáng)君君,周莉.  應(yīng)用化學(xué). 2012(09)
[9]Effect of Preparation Methods on Mechanical Properties of PVA/HA Composite Hydrogel[J]. Dekun Zhang~1, Junjie Duan~1, Dagang Wang~2, Shirong Ge~2 1. School of Materials Science and Engineering, China University of Mining and Technology Xuzhou 221116, P. R. China 2. School of Mechanical and Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, P. R. China.  Journal of Bionic Engineering. 2010(03)
[10]膠原蛋白/殼聚糖/羥基磷灰石多孔復(fù)合材料的制備與表征[J]. 吳國(guó)志,謝安建,沈玉華,李士闊,朱金苗.  安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(03)



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