目的為構(gòu)建高仿生顱腦損傷科研和訓(xùn)練平臺(tái),探索智能水凝膠制備高仿生大腦組織及解剖結(jié)構(gòu)的可行性。方法制備基于聚丙烯酸和鐵離子的自修復(fù)水凝膠體系,通過(guò)調(diào)節(jié)交聯(lián)劑N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺（MBAA）、鐵離子濃度以及含水量,調(diào)控材料的,模量、斷裂應(yīng)力等力學(xué)性質(zhì)。利用材料自愈合性質(zhì),通過(guò)注塑、模具切除、愈合拼接的方式,得到內(nèi)部具有復(fù)雜腦室三維結(jié)構(gòu)的仿生大腦樣件。結(jié)果聚丙烯酰胺基（PAM）水凝膠的含水量可達(dá)84.4%,對(duì)于可見(jiàn)光范圍內(nèi)的入射光,PAM水凝膠的透光率可達(dá)90%以上。通過(guò)調(diào)整MBAA相對(duì)AM單體的摩爾百分比可使PAM水凝膠的最大伸長(zhǎng)率均達(dá)到了1 200%以上,模量處于4～5 kPa的區(qū)間內(nèi)。聚丙烯酸基（PAAc）水凝膠的含水量為85.0%,對(duì)于可見(jiàn)光范圍內(nèi)的入射光,PAM水凝膠的透光率可達(dá)70%以上。通過(guò)調(diào)節(jié)鐵離子及MBAA相對(duì)AAc單體的摩爾百分比可使PAAc彈性模量可達(dá)12kPa以下,斷裂應(yīng)力50kPa以下。以上表明各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)與人腦組織參數(shù)接近。腦室結(jié)構(gòu)可見(jiàn),可通過(guò)注射空氣方式模擬腦疝模型。結(jié)論智能水凝膠材料可對(duì)人腦組織高度仿生,且有利于人腦解剖結(jié)構(gòu)的整體成型制備。 

【文章來(lái)源】：空軍醫(yī)學(xué)雜志. 2020,36(01)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

PAM水凝膠對(duì)250～800 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的入射光的透光率曲線

結(jié)果顯示，MBAA相對(duì)AM單體的摩爾百分比在0.04 mol%～0.13 mol%范圍內(nèi)的所有PAM水凝膠的最大伸長(zhǎng)率均達(dá)到了1 200%以上（圖2A）。MBAA相對(duì)AM單體的摩爾百分比在0.04%～0.13%區(qū)間內(nèi)的所有PAM水凝膠的模量均處于4～5 kPa的區(qū)間內(nèi)，這與真實(shí)腦組織的模量比較接近（圖2B）。隨著化學(xué)交聯(lián)劑含量的提高，PAM水凝膠的交聯(lián)度提高，因此可通過(guò)調(diào)節(jié)交聯(lián)劑，進(jìn)一步調(diào)控材料模量。利用該材料，通過(guò)模具注塑的方法，可以得到與人腦組織外形相似的凝膠材料，可以看出，制得的人腦形PAM水凝膠的外表面輪廓完整，有著類似真實(shí)大腦的溝回，外形相似度較高（圖3）。通過(guò)染色，可以增強(qiáng)材料的辨識(shí)度。借助于該材料，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人腦組織訓(xùn)練模型制造的一個(gè)可行方案。

本研究利用聚丙烯酰胺凝膠材料，制備了含水量與模量和人腦組織材料接近的PAM凝膠材料。該材料還具有很高的透明度，可用于仿人腦組織模型的制作。2.2 聚丙烯酸基仿生腦組織材料及腦室模型實(shí)現(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]醫(yī)學(xué)訓(xùn)練模型材料的比較與應(yīng)用[J]. 金桂蘭,曾莉,李長(zhǎng)吉,朱燕.  中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù). 2009(42)



本文編號(hào)：3345245