聚乙烯基吡咯烷酮可控接枝修飾材料表面及其應(yīng)用研究
本文關(guān)鍵詞:聚乙烯基吡咯烷酮可控接枝修飾材料表面及其應(yīng)用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近年來血液灌流技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛,在臨床上的治療也取得較好進展,而吸附材料是血液灌流技術(shù)的核心。聚苯乙烯-二乙烯基苯類微球具有機械強度高、價格適中、制備工藝成熟、吸附容量高等優(yōu)勢,使其在血液灌流方面的應(yīng)用具有廣闊的前景,但是其抗蛋白非特異性吸附性能較差、血液相容性較差等問題限制了其在血液灌流方面的應(yīng)用。針對上述問題,本文選取具有優(yōu)異生物相容性的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作為接枝改性分子,首先進行表面可控接枝HS-PVP模型的構(gòu)建,建立接枝理論基礎(chǔ),然后利用點擊化學將HS-PVP接枝于聚苯乙烯-二乙烯基苯微球表面,提高微球抗蛋白非特異性吸附性能,改善其血液相容性。本文首先利用可控聚合可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(RAFT)制備分子量較窄的、巰基化聚乙烯基吡咯烷酮(HS-PVP),并根據(jù)研究需要選取三種HS-PVP,重均分子量分別為1.52x103、2.14x103、3.74x103,分子量分布系數(shù)(PDI)分別為1.22、1.26、1.27。其次,利用選取的三種不同分子量的HS-PVP進行接枝模型的構(gòu)建以及研究接枝密度和接枝鏈長對材料表面抗蛋白吸附性能以及材料生物相容性的影響;利用XPS和QCM-D等測試方法表征HS-PVP接枝于材料表面的過程,通過控制接枝時間得到不同接枝密度的樣品,并發(fā)現(xiàn)材料抗蛋白非特異性吸附性能以及血液相容性隨著材料表面PVP接枝密度的增加而增強;根據(jù)材料對蛋白吸附量與接枝分子量的關(guān)系得出結(jié)論,HS-PVP2對材料抗蛋白吸附性能具有較好的改性效果,樣品Au-PVP2-150min對人血白蛋白和纖維蛋白原的吸附量相比空白樣分別下降約79.2%和92.5%,即適當?shù)姆肿恿坑欣诮又Ω男孕Ч?研究PVP修飾前后模型表面對游離膽紅素的吸附性能,發(fā)現(xiàn)PVP接枝改性可以提高模型對膽紅素的吸附量,且經(jīng)過計算機模擬發(fā)現(xiàn)膽紅素主要利用疏水作用以兩種構(gòu)象的方式吸附于PVP。最后,利用聚苯乙烯-二乙烯基苯微球殘留的懸掛碳碳雙鍵與巰基的點擊反應(yīng),將篩選得到HS-PVP2分子接枝微球表面,發(fā)現(xiàn)微球?qū)δ嚓P(guān)蛋白的吸附量隨著HS-PVP的接枝量增加而明顯較少,且HS-PVP接枝量(N含量)約為1.25%條件下,實現(xiàn)兼顧降低人血白蛋白和纖維蛋白原的非特異性吸附和減少對中分子毒素吸附的影響,并且微球溶血率滿足臨床要求,即表明聚乙烯基吡咯烷酮表面可控接枝改性聚苯乙烯-二乙烯基苯微球可以有效地改善其血液相容性,使其具有廣泛的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】:聚乙烯基吡咯烷酮 抗蛋白吸附 可控接枝 血液相容性 血液灌流
【學位授予單位】:華南理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:R318.08
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 第一章 緒論11-22
- 1.1 引言11
- 1.2 血液灌流11-14
- 1.2.1 血液灌流的原理11-12
- 1.2.2 血液灌流技術(shù)的臨床應(yīng)用12-14
- 1.3 血液灌流用吸附材料及其特性14-16
- 1.3.1 天然高分子及其衍生物14-15
- 1.3.2 功能性炭材料15
- 1.3.3 合成樹脂15-16
- 1.4 血栓形成及凝血機制16-17
- 1.5 改善血液相容性的方式17-18
- 1.6 聚乙烯基吡咯烷酮表面改性在生物材料方面的應(yīng)用18-19
- 1.6.1 物理方法18
- 1.6.2 化學方法18-19
- 1.7 可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合(RAFT)19-20
- 1.8 本課題的研究意義及主要內(nèi)容20-22
- 1.8.1 研究目的及意義20-21
- 1.8.2 主要研究內(nèi)容21-22
- 第二章 巰基化聚乙烯基吡咯烷酮(HS-PVP)的制備22-31
- 2.1 引言22-23
- 2.2 實驗部分23-25
- 2.2.1 主要實驗原料與設(shè)備23-24
- 2.2.2 試劑的純化24
- 2.2.3 聚合物的合成24-25
- 2.3 表征測試方法25
- 2.3.1 FT-IR紅外光譜測試25
- 2.3.2 核磁共振譜(1H-NMR)測試25
- 2.3.3 液相凝膠色譜(GPC)測試25
- 2.4 結(jié)果與討論25-29
- 2.4.1 聚乙烯基吡咯烷酮均聚物的合成工藝探索25-26
- 2.4.2 乙烯基吡咯烷酮(NVP)的RAFT聚合26-27
- 2.4.3 紅外光譜分析27-28
- 2.4.4 核磁分析測試28-29
- 2.5 本章小結(jié)29-31
- 第三章 模型表面可控接枝聚乙烯基吡咯烷酮的構(gòu)建及其血液相容性研究31-53
- 3.1 引言31-32
- 3.2 實驗部分32-33
- 3.2.1 實驗原料及儀器32-33
- 3.2.2 模型金表面自組裝聚乙烯基吡咯烷酮單分子膜的制備33
- 3.3 測試與表征33-35
- 3.3.1 石英電子微天平(QCM-D)表征33
- 3.3.2 X射線光電子能譜(XPS)表征33
- 3.3.3 表面親水性表征33-34
- 3.3.4 原子力顯微鏡(AFM)表征34
- 3.3.5 蛋白吸附表征34
- 3.3.6 膽紅素吸附表征34
- 3.3.7 計算機模擬34-35
- 3.3.8 血小板粘附實驗35
- 3.3.9 細胞毒性實驗35
- 3.4 結(jié)果與討論35-52
- 3.4.1 聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)接枝模型構(gòu)建的(QCM-D)表征35-38
- 3.4.2 接枝模型的理化性能表征38-41
- 3.4.3 蛋白吸附性能41-46
- 3.4.4 膽紅素吸附性能46-50
- 3.4.5 生物學表征50-52
- 3.5 本章小結(jié)52-53
- 第四章 聚乙烯基吡咯烷酮可控接枝改性聚苯乙烯-二乙烯基苯微球及其血液相容性研究53-68
- 4.1 引言53-54
- 4.2 實驗部分54
- 4.2.1 實驗原料及儀器54
- 4.2.2 聚乙烯基吡咯烷酮分子接枝改性聚苯乙烯-二乙烯基微球54
- 4.3 測試與表征54-56
- 4.3.1 紅外光譜測試54-55
- 4.3.2 元素分析測試55
- 4.3.3 X射線光電子能譜(XPS)表征55
- 4.3.4 BET孔徑分析55
- 4.3.5 蛋白吸附測試55-56
- 4.3.6 溶血性能測試56
- 4.3.7 細胞毒性實驗56
- 4.4 結(jié)果與討論56-66
- 4.4.1 HS-PVP接枝改性聚苯乙烯-二乙烯基苯微球理化性能表征56-60
- 4.4.2 蛋白吸附測試60-65
- 4.4.3 生物學表征65-66
- 4.5 本章小結(jié)66-68
- 結(jié)論68-69
- 參考文獻69-78
- 攻讀碩士學位期間取得的研究成果78-79
- 致謝79-80
- 附件80
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