自愈合性聚離子液體凝膠制備及性能研究
發(fā)布時間:2021-06-30 13:06
醫(yī)用敷料是一種一次性使用的醫(yī)療護理用品,使用后的敷料是具有高度危險性和環(huán)境危害性。每年產(chǎn)生大量的敷料廢物,都會對生態(tài)環(huán)境造成了巨大的危害。因此,研究設(shè)計使用壽命長的新型敷料,從源頭減少敷料用量、達到節(jié)約資源、減少廢物排放量、提高經(jīng)濟效益成為迫切需要。自愈合凝膠作為一種新型智能高分子材料,具有在受損后自發(fā)修復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能性的特性,可以有效提高自身的使用壽命,與其他物質(zhì)復(fù)合后可得到功能不同的凝膠材料。膽堿氨基酸離子液體(Cho-AA ILs)是一種生物相容性良好的離子液體,同時具有良好的導(dǎo)電性能與抗菌性能。本課題主要內(nèi)容是Cho-AA ILs與丙烯酸復(fù)合制得帶有雙鍵結(jié)構(gòu)的乙烯基聚離子液體單體(VILs),并將VILs分別與疏水作用和金屬配位作用兩種自愈合類型的凝膠體系復(fù)合,制得使用壽命長、生物相容性良好、抗菌性能顯著的自愈合聚離子液體凝膠。通過紅外光譜、元素分析、掃描電鏡、拉伸測試,抗菌性能測試,溶血性實驗等測試表征手段,對所得自愈合凝膠化學(xué)結(jié)構(gòu),內(nèi)部形貌、力學(xué)性能、自愈合性能、抗菌性能和生物相容性進行研究。結(jié)果表明,制得的疏水作用自愈合聚離子液體凝膠具有良好的力學(xué)性能與自愈合性能,導(dǎo)電...
【文章來源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
水凝膠自愈合機制的示意圖
第一章緒論5合凝膠材料[24],如圖1-2所示,此薄膜是通過支化聚合物聚乙烯亞胺、聚丙烯酸(和封裝抗菌劑三氯生的十六烷基三甲基溴膠束層層自由基聚合制備。當(dāng)凝膠薄膜受到劃傷時(如圖c),在將凝膠置于水中或在傷口處灑一點水即可引發(fā)聚乙烯亞胺、聚丙烯酸鏈流動并重組交聯(lián)點,從而原來的結(jié)構(gòu)與功能(如圖d),抗菌劑賦予了凝膠薄膜的抗菌性能,可以通過的殺菌劑作用實現(xiàn),如圖(h)和(i)所示,凝膠薄膜對大腸桿菌和枯草芽抱桿菌的抑菌圈實驗,可以觀察到,在凝膠薄膜四周形成了明顯抑菌圈,表明了凝膠良好的抗菌效果。圖1-2凝膠自愈合過程及抗菌效果圖Figure1-2Theself-healingprocessandantibacterialeffectofhydrogel1.1.4.2可注射生物凝膠自愈合水凝膠具有良好的流動性能,因此受到破壞的水凝膠在注射到生物體內(nèi)后仍可實現(xiàn)自愈合功能。此外,自愈合水凝膠可與多種生物活性物質(zhì)復(fù)合。因此,近年來,可注射自愈合水凝膠在藥物遞送、組織再生等生物應(yīng)用中逐漸大放異彩[25-27]。2014年,Lee等人[28]提出了一種新型的可注射凝膠制備方法。如圖1-3(A),首先,他們對注射器的內(nèi)壁進行分子修飾,進行pDA涂層修飾,再通過NHS/EDC偶聯(lián)反應(yīng)修飾作為催化劑分子的血紅素,由于血紅素在雙氧水作用的條件下可以氧化兒茶酚基團,當(dāng)向注射器中加入含兒茶酚基團的聚合物分子溶液,與血紅素接觸后發(fā)生氧化反應(yīng),氧化后的聚合物溶液自身發(fā)生充分的物理交聯(lián),注射后,凝膠發(fā)生從液相到固相的相轉(zhuǎn)化,得到不含催化劑的水凝膠材料。2015年,Zeng等人[29]在可注射性自愈合凝膠的基礎(chǔ)上引入了抗污染性能,他們了一種功能性可注射水凝膠,如圖1-3(B),利用仿生鄰苯二酚修飾的聚N-異丙基丙烯酰胺和聚環(huán)氧乙烷自組裝形成三嵌段ABA共聚物,其中具有溫敏性的聚N-
天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文6異丙基丙烯酰胺作為A嵌段,親水性的聚環(huán)氧乙烷作為B嵌段,ABA共聚物上的氫鍵相互作用及芳香鍵間的相互作用形成了自愈合水凝膠網(wǎng)絡(luò)。ABA共聚物不僅具有溫度響應(yīng)性,而且可以實現(xiàn)多次快速自愈合,其中聚環(huán)氧乙烷鏈的存在使ABA共聚物具有防污染性能,可以防止非特異性細(xì)胞附著,進而達到抗菌的目的[29]。Segura等人通過可注射微孔凝膠自組裝形成促進傷口愈合的細(xì)胞組織支架[30],如圖1-3(C)所示。用熒光標(biāo)記兩端修飾了硫基的的MMP交聯(lián)劑以及功能性分子修飾的具有生物活性的四臂聚乙二醇分子,通過硫基-烯基點擊反應(yīng)制備出自愈合水凝膠微球。結(jié)合了微球可注射性和微孔結(jié)構(gòu)的特性,得到了在體外可促進細(xì)胞生長,在體內(nèi)可作為組織支架的微孔凝膠材料,他們將材料注射到小鼠身體的傷口處,結(jié)果表明凝膠具有顯著的促進傷口愈合的效果。圖1-3可注射水凝膠Figure1-3Theinjectablehydrogel1.2醫(yī)用敷料研究現(xiàn)狀創(chuàng)面敷料是一種能夠起到保護傷口、防止傷口污染、促進傷口愈合的醫(yī)用材料。當(dāng)人體皮膚創(chuàng)傷后可能會引起各種損害,如新陳代謝加劇、體溫下降、水分和蛋白質(zhì)的過度散失及內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)的失調(diào)等。由于造成傷口的原因多種多樣,不同的傷口在尺寸、形狀、滲出液的多少等方面都有著很大的區(qū)別,所以傷口對敷料的要求也各不相同[31]。隨著材料技術(shù)的發(fā)展和醫(yī)療界對傷口愈合過程的深入理解,新型的高科技創(chuàng)面敷料不斷涌現(xiàn),功能變得更加完善,更能滿足傷口愈合過程的實際需要,同時也大大降低對環(huán)境的危害[32]。1.2.1醫(yī)用敷料環(huán)境危害醫(yī)用敷料是一種用量巨大的一次性醫(yī)療用品,使用后的醫(yī)用敷料不僅含有患者的體液血液或分泌物,而且還夾雜著大量的病原菌,容易引起病菌的傳播和交
【參考文獻】:
期刊論文
[1]離子液體的性質(zhì)及研究進展[J]. 王昊迪. 當(dāng)代化工研究. 2019(01)
[2]功能化離子液體在鋰離子電池中的應(yīng)用及研究進展[J]. 張文林,史紫微,蘭曉艷,張賓,霍宇,李春利. 化工新型材料. 2018(11)
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[6]有效預(yù)防和控制醫(yī)療廢物的污染[J]. 黎曉. 中國交通醫(yī)學(xué)雜志. 2005(02)
[7]我國危險廢物污染控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 陳揚,楊艷,陳剛. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2004(11)
[8]醫(yī)療廢物的處理現(xiàn)狀及防治對策[J]. 鐘寧,周少奇. 環(huán)境衛(wèi)生工程. 2004(03)
[9]水凝膠燒傷敷料研究進展[J]. 羅建斌,方國芳. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2004(01)
[10]難愈傷口治療的新方法—德濕威交互式濕潤治療[J]. 吳杰,楊濤,王煒,冉峰,吳超,丁義濤. 江蘇醫(yī)藥. 2004(02)
本文編號:3257799
【文章來源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
水凝膠自愈合機制的示意圖
第一章緒論5合凝膠材料[24],如圖1-2所示,此薄膜是通過支化聚合物聚乙烯亞胺、聚丙烯酸(和封裝抗菌劑三氯生的十六烷基三甲基溴膠束層層自由基聚合制備。當(dāng)凝膠薄膜受到劃傷時(如圖c),在將凝膠置于水中或在傷口處灑一點水即可引發(fā)聚乙烯亞胺、聚丙烯酸鏈流動并重組交聯(lián)點,從而原來的結(jié)構(gòu)與功能(如圖d),抗菌劑賦予了凝膠薄膜的抗菌性能,可以通過的殺菌劑作用實現(xiàn),如圖(h)和(i)所示,凝膠薄膜對大腸桿菌和枯草芽抱桿菌的抑菌圈實驗,可以觀察到,在凝膠薄膜四周形成了明顯抑菌圈,表明了凝膠良好的抗菌效果。圖1-2凝膠自愈合過程及抗菌效果圖Figure1-2Theself-healingprocessandantibacterialeffectofhydrogel1.1.4.2可注射生物凝膠自愈合水凝膠具有良好的流動性能,因此受到破壞的水凝膠在注射到生物體內(nèi)后仍可實現(xiàn)自愈合功能。此外,自愈合水凝膠可與多種生物活性物質(zhì)復(fù)合。因此,近年來,可注射自愈合水凝膠在藥物遞送、組織再生等生物應(yīng)用中逐漸大放異彩[25-27]。2014年,Lee等人[28]提出了一種新型的可注射凝膠制備方法。如圖1-3(A),首先,他們對注射器的內(nèi)壁進行分子修飾,進行pDA涂層修飾,再通過NHS/EDC偶聯(lián)反應(yīng)修飾作為催化劑分子的血紅素,由于血紅素在雙氧水作用的條件下可以氧化兒茶酚基團,當(dāng)向注射器中加入含兒茶酚基團的聚合物分子溶液,與血紅素接觸后發(fā)生氧化反應(yīng),氧化后的聚合物溶液自身發(fā)生充分的物理交聯(lián),注射后,凝膠發(fā)生從液相到固相的相轉(zhuǎn)化,得到不含催化劑的水凝膠材料。2015年,Zeng等人[29]在可注射性自愈合凝膠的基礎(chǔ)上引入了抗污染性能,他們了一種功能性可注射水凝膠,如圖1-3(B),利用仿生鄰苯二酚修飾的聚N-異丙基丙烯酰胺和聚環(huán)氧乙烷自組裝形成三嵌段ABA共聚物,其中具有溫敏性的聚N-
天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文6異丙基丙烯酰胺作為A嵌段,親水性的聚環(huán)氧乙烷作為B嵌段,ABA共聚物上的氫鍵相互作用及芳香鍵間的相互作用形成了自愈合水凝膠網(wǎng)絡(luò)。ABA共聚物不僅具有溫度響應(yīng)性,而且可以實現(xiàn)多次快速自愈合,其中聚環(huán)氧乙烷鏈的存在使ABA共聚物具有防污染性能,可以防止非特異性細(xì)胞附著,進而達到抗菌的目的[29]。Segura等人通過可注射微孔凝膠自組裝形成促進傷口愈合的細(xì)胞組織支架[30],如圖1-3(C)所示。用熒光標(biāo)記兩端修飾了硫基的的MMP交聯(lián)劑以及功能性分子修飾的具有生物活性的四臂聚乙二醇分子,通過硫基-烯基點擊反應(yīng)制備出自愈合水凝膠微球。結(jié)合了微球可注射性和微孔結(jié)構(gòu)的特性,得到了在體外可促進細(xì)胞生長,在體內(nèi)可作為組織支架的微孔凝膠材料,他們將材料注射到小鼠身體的傷口處,結(jié)果表明凝膠具有顯著的促進傷口愈合的效果。圖1-3可注射水凝膠Figure1-3Theinjectablehydrogel1.2醫(yī)用敷料研究現(xiàn)狀創(chuàng)面敷料是一種能夠起到保護傷口、防止傷口污染、促進傷口愈合的醫(yī)用材料。當(dāng)人體皮膚創(chuàng)傷后可能會引起各種損害,如新陳代謝加劇、體溫下降、水分和蛋白質(zhì)的過度散失及內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)的失調(diào)等。由于造成傷口的原因多種多樣,不同的傷口在尺寸、形狀、滲出液的多少等方面都有著很大的區(qū)別,所以傷口對敷料的要求也各不相同[31]。隨著材料技術(shù)的發(fā)展和醫(yī)療界對傷口愈合過程的深入理解,新型的高科技創(chuàng)面敷料不斷涌現(xiàn),功能變得更加完善,更能滿足傷口愈合過程的實際需要,同時也大大降低對環(huán)境的危害[32]。1.2.1醫(yī)用敷料環(huán)境危害醫(yī)用敷料是一種用量巨大的一次性醫(yī)療用品,使用后的醫(yī)用敷料不僅含有患者的體液血液或分泌物,而且還夾雜著大量的病原菌,容易引起病菌的傳播和交
【參考文獻】:
期刊論文
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[7]我國危險廢物污染控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 陳揚,楊艷,陳剛. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2004(11)
[8]醫(yī)療廢物的處理現(xiàn)狀及防治對策[J]. 鐘寧,周少奇. 環(huán)境衛(wèi)生工程. 2004(03)
[9]水凝膠燒傷敷料研究進展[J]. 羅建斌,方國芳. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2004(01)
[10]難愈傷口治療的新方法—德濕威交互式濕潤治療[J]. 吳杰,楊濤,王煒,冉峰,吳超,丁義濤. 江蘇醫(yī)藥. 2004(02)
本文編號:3257799
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