透明質(zhì)酸組織粘合劑的制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-10 11:03
組織粘合劑是一類可以直接應(yīng)用于人體的生物醫(yī)用材料,通過(guò)使用組織粘合劑可以更加快速的閉合傷口,而且在后期的治療中也能對(duì)創(chuàng)傷起到加快修復(fù)的作用,同時(shí),在應(yīng)對(duì)一些急性內(nèi)臟損傷時(shí),組織粘合劑可以更加及時(shí)的阻止血液流失,得益于此,組織粘合劑被認(rèn)為是是最有前景的研究領(lǐng)域之一。然而,現(xiàn)有的組織粘合劑普遍存在濕態(tài)粘附性能差,與組織不能完全貼合以及密封性能不夠等問(wèn)題,限制了組織粘合劑的進(jìn)一步應(yīng)用。因此,開發(fā)出具有良好粘附性能和生物相容性的組織粘合劑具有重要意義。針對(duì)組織粘合劑存在的濕態(tài)粘附性能差,生物相容性不夠,粘附強(qiáng)度不高等問(wèn)題,本文提出以人體內(nèi)廣泛存在的細(xì)胞外基質(zhì)成分透明質(zhì)酸為基礎(chǔ),通過(guò)多巴胺化、馬來(lái);冉Y(jié)構(gòu)修飾,制備出多巴胺接枝的醛基透明質(zhì)酸、馬來(lái);该髻|(zhì)酸以及多巴胺接枝的馬來(lái);该髻|(zhì)酸,結(jié)合紫外光聚合技術(shù),構(gòu)建了一系列的透明質(zhì)酸組織粘合劑。通過(guò)流變儀、掃描電子顯微鏡、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)等儀器對(duì)透明質(zhì)酸粘合劑體系的凝膠動(dòng)力學(xué)、微觀形貌、搭載剪切強(qiáng)度、爆破壓力等性能進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。本文取得的進(jìn)展如下:(1)多巴胺接枝醛基化透明質(zhì)酸組織粘合劑:合成了兩種多巴胺基團(tuán)取代度分別為45%和25%的多巴胺...
【文章來(lái)源】:武漢紡織大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
聚乙二醇(PEG)的分子結(jié)構(gòu)
1緒論3胺官能化的8臂PEG開發(fā)了一種組織粘合劑。該粘合劑具有良好生物相容性,無(wú)細(xì)胞毒性,可降解,同時(shí)具有與氰基丙烯酸酯類粘合劑相當(dāng)?shù)恼澈蠌?qiáng)度等優(yōu)異性能。Yuan[17]等人開發(fā)出一種可用于神經(jīng)吻合術(shù)的原位聚合的組織粘合劑。在這項(xiàng)工作中,硫代殼聚糖(CSS)和雙功能化(鄰苯二酚和馬來(lái)酰亞胺)聚賴氨酸通過(guò)邁克爾加成反應(yīng)原位聚合形成凝膠組織粘合劑,相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,這種粘合劑應(yīng)用于神經(jīng)修復(fù)術(shù)時(shí)能夠有效再生神經(jīng)。圖1.2醛官能化的葡聚糖和胺官能化的PEG復(fù)合水凝膠粘合劑[16]Fig1.2Aldehyde-functionaldextranandamine-functionalPEGcompositehydrogeladhesive[16]除光聚合以及化學(xué)改性等方法制備多功能的PEG基粘合劑以外,依靠物理作用制備的PEG基粘合劑的工作也值得期待。Lee[18]等人將單寧酸和PEG共混,兩者間依靠氫鍵作用交聯(lián)形成了凝膠組織粘合劑。這種凝膠粘合劑中組分中富含的鄰苯三酚基團(tuán)提供了對(duì)組織的粘附性能,與纖維蛋白膠相比,這種粘合劑的粘合強(qiáng)度提高了250%,并且在水性環(huán)境中也能保持粘附力和良好止血的性能。Gudrun[19]等人開發(fā)出PEG和硅酸鹽納米粒子制成的物理和共價(jià)交聯(lián)的納米復(fù)合水凝膠組織粘合劑。PEG鏈的共價(jià)交聯(lián)導(dǎo)致形成彈性網(wǎng)絡(luò),而納米顆粒和聚合物鏈之間的物理交聯(lián)則使凝膠具有粘彈性。這種凝膠粘合劑在發(fā)生高變形時(shí),凝膠網(wǎng)絡(luò)中共價(jià)鍵會(huì)發(fā)生部分?jǐn)嗔,但由于物理鍵的重建,一定程度上可以自我修復(fù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。粘合劑中硅酸鹽的添加增強(qiáng)了其生物活性和粘附性,并有利于對(duì)軟硬組織表面的粘附。上述PEG基水凝膠通常用作外科組織粘合劑,它們的優(yōu)點(diǎn)是不含任何人類或動(dòng)物材料,安全且耐受性強(qiáng),可以牢固粘合濕組織,具有良好的彈性和延展性,并且可生物降解,但它們同時(shí)也存在一些弱點(diǎn),阻?
1緒論4圖1.3PEG-n納米硅酸鹽水凝膠[19]Fig1.3PEG-Silicatenanocompositehydrogels[19]1.2.3.2聚氰基丙烯酸酯類粘合劑氰基丙烯酸酯組織粘合劑是一類主要成分為α-氰基丙烯酸烷基酯的合成粘合劑,這類粘合劑因具有強(qiáng)濕態(tài)粘合力,低成本,快速固化,強(qiáng)殺菌性能等優(yōu)點(diǎn)而受人矚目[20]。由于氰基丙烯酸酯類液體單體具有很高的反應(yīng)活性,所以不需要額外添加催化劑、提供熱量或壓力環(huán)境,在室溫環(huán)境下,幾秒鐘就能聚合。氰基丙烯酸酯類粘合劑與組織之間的粘附主要通過(guò)氰基丙烯酸酯和組織蛋白中的官能團(tuán)(例如賴氨酸側(cè)鏈的伯胺)之間的共價(jià)鍵實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)聚氰基丙烯酸酯類粘合劑應(yīng)用于組織時(shí),其單體流入組織表面的裂縫和凹槽,在聚合后與組織形成牢固的結(jié)合界面,與底層組織的機(jī)械連鎖則進(jìn)一步提高了粘合強(qiáng)度[21,22]。氰基丙烯酸酯類粘合劑的強(qiáng)度和烷基鏈的長(zhǎng)度息息相關(guān)。較短的鏈(氰基丙烯酸丁酯)比較長(zhǎng)的鏈(2-辛基氰基丙烯酸酯)具有更強(qiáng)的聚合網(wǎng)絡(luò),較長(zhǎng)的烷基鏈提供了更靈活的化學(xué)鍵,具有更高的斷裂強(qiáng)度[23,24]。氰基丙烯酸酯類粘合劑的性能可以通過(guò)改變酯側(cè)鏈的鏈長(zhǎng)來(lái)調(diào)整,例如,α-氰基丙烯酸甲酯在組織中引起嚴(yán)重的炎癥反應(yīng),而α-氰基丙烯酸辛酯表現(xiàn)出很小的炎癥[25,26]。具有不同性能的商業(yè)化的氰基丙烯酸酯類粘合劑已經(jīng)得到批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床。Histoacryl(德國(guó))和Glubran(意大利)作為兩種基于N-丁基-2-氰基丙烯酸酯開發(fā)的粘合劑在歐洲作為內(nèi)窺鏡手術(shù)期間的組織粘合劑被廣泛使用。基于2-辛基氰基丙烯酸酯的組織粘合劑Dermabond(美國(guó))被FDA批準(zhǔn)為可用于局部應(yīng)用的醫(yī)療產(chǎn)品。關(guān)于氰基丙烯酸酯類粘合劑的研究不斷深入并取得了越來(lái)越多的成果,Mizrahi[27]等人用烷氧基鏈(醚鍵)取代了烷基側(cè)鏈,提高了粘合劑的彈性和機(jī)械性
本文編號(hào):3487123
【文章來(lái)源】:武漢紡織大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
聚乙二醇(PEG)的分子結(jié)構(gòu)
1緒論3胺官能化的8臂PEG開發(fā)了一種組織粘合劑。該粘合劑具有良好生物相容性,無(wú)細(xì)胞毒性,可降解,同時(shí)具有與氰基丙烯酸酯類粘合劑相當(dāng)?shù)恼澈蠌?qiáng)度等優(yōu)異性能。Yuan[17]等人開發(fā)出一種可用于神經(jīng)吻合術(shù)的原位聚合的組織粘合劑。在這項(xiàng)工作中,硫代殼聚糖(CSS)和雙功能化(鄰苯二酚和馬來(lái)酰亞胺)聚賴氨酸通過(guò)邁克爾加成反應(yīng)原位聚合形成凝膠組織粘合劑,相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,這種粘合劑應(yīng)用于神經(jīng)修復(fù)術(shù)時(shí)能夠有效再生神經(jīng)。圖1.2醛官能化的葡聚糖和胺官能化的PEG復(fù)合水凝膠粘合劑[16]Fig1.2Aldehyde-functionaldextranandamine-functionalPEGcompositehydrogeladhesive[16]除光聚合以及化學(xué)改性等方法制備多功能的PEG基粘合劑以外,依靠物理作用制備的PEG基粘合劑的工作也值得期待。Lee[18]等人將單寧酸和PEG共混,兩者間依靠氫鍵作用交聯(lián)形成了凝膠組織粘合劑。這種凝膠粘合劑中組分中富含的鄰苯三酚基團(tuán)提供了對(duì)組織的粘附性能,與纖維蛋白膠相比,這種粘合劑的粘合強(qiáng)度提高了250%,并且在水性環(huán)境中也能保持粘附力和良好止血的性能。Gudrun[19]等人開發(fā)出PEG和硅酸鹽納米粒子制成的物理和共價(jià)交聯(lián)的納米復(fù)合水凝膠組織粘合劑。PEG鏈的共價(jià)交聯(lián)導(dǎo)致形成彈性網(wǎng)絡(luò),而納米顆粒和聚合物鏈之間的物理交聯(lián)則使凝膠具有粘彈性。這種凝膠粘合劑在發(fā)生高變形時(shí),凝膠網(wǎng)絡(luò)中共價(jià)鍵會(huì)發(fā)生部分?jǐn)嗔,但由于物理鍵的重建,一定程度上可以自我修復(fù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。粘合劑中硅酸鹽的添加增強(qiáng)了其生物活性和粘附性,并有利于對(duì)軟硬組織表面的粘附。上述PEG基水凝膠通常用作外科組織粘合劑,它們的優(yōu)點(diǎn)是不含任何人類或動(dòng)物材料,安全且耐受性強(qiáng),可以牢固粘合濕組織,具有良好的彈性和延展性,并且可生物降解,但它們同時(shí)也存在一些弱點(diǎn),阻?
1緒論4圖1.3PEG-n納米硅酸鹽水凝膠[19]Fig1.3PEG-Silicatenanocompositehydrogels[19]1.2.3.2聚氰基丙烯酸酯類粘合劑氰基丙烯酸酯組織粘合劑是一類主要成分為α-氰基丙烯酸烷基酯的合成粘合劑,這類粘合劑因具有強(qiáng)濕態(tài)粘合力,低成本,快速固化,強(qiáng)殺菌性能等優(yōu)點(diǎn)而受人矚目[20]。由于氰基丙烯酸酯類液體單體具有很高的反應(yīng)活性,所以不需要額外添加催化劑、提供熱量或壓力環(huán)境,在室溫環(huán)境下,幾秒鐘就能聚合。氰基丙烯酸酯類粘合劑與組織之間的粘附主要通過(guò)氰基丙烯酸酯和組織蛋白中的官能團(tuán)(例如賴氨酸側(cè)鏈的伯胺)之間的共價(jià)鍵實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)聚氰基丙烯酸酯類粘合劑應(yīng)用于組織時(shí),其單體流入組織表面的裂縫和凹槽,在聚合后與組織形成牢固的結(jié)合界面,與底層組織的機(jī)械連鎖則進(jìn)一步提高了粘合強(qiáng)度[21,22]。氰基丙烯酸酯類粘合劑的強(qiáng)度和烷基鏈的長(zhǎng)度息息相關(guān)。較短的鏈(氰基丙烯酸丁酯)比較長(zhǎng)的鏈(2-辛基氰基丙烯酸酯)具有更強(qiáng)的聚合網(wǎng)絡(luò),較長(zhǎng)的烷基鏈提供了更靈活的化學(xué)鍵,具有更高的斷裂強(qiáng)度[23,24]。氰基丙烯酸酯類粘合劑的性能可以通過(guò)改變酯側(cè)鏈的鏈長(zhǎng)來(lái)調(diào)整,例如,α-氰基丙烯酸甲酯在組織中引起嚴(yán)重的炎癥反應(yīng),而α-氰基丙烯酸辛酯表現(xiàn)出很小的炎癥[25,26]。具有不同性能的商業(yè)化的氰基丙烯酸酯類粘合劑已經(jīng)得到批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床。Histoacryl(德國(guó))和Glubran(意大利)作為兩種基于N-丁基-2-氰基丙烯酸酯開發(fā)的粘合劑在歐洲作為內(nèi)窺鏡手術(shù)期間的組織粘合劑被廣泛使用。基于2-辛基氰基丙烯酸酯的組織粘合劑Dermabond(美國(guó))被FDA批準(zhǔn)為可用于局部應(yīng)用的醫(yī)療產(chǎn)品。關(guān)于氰基丙烯酸酯類粘合劑的研究不斷深入并取得了越來(lái)越多的成果,Mizrahi[27]等人用烷氧基鏈(醚鍵)取代了烷基側(cè)鏈,提高了粘合劑的彈性和機(jī)械性
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