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本文研究工作的目的在于研制用于人工血管的新型聚合物材料。实验研究以聚丙烯酰胺为柔性主链,肝素分子为刚性介晶基元,二胺为柔性间隔基,设计并制备了胆甾型侧链高分子液晶,偏光显微镜观察证实该液晶表现为胆甾型液晶的指纹状、油滴、织状特点分子排列和平行走向的消光条纹结构,采用示差扫描量热分析对其液晶表现温度范围进行了检测,结果表明在室温25℃到136.9℃,该物质呈现出液晶态;为改善聚醚氨酯的血液相容性,对其进行了表面肝素化,接枝采用二胺做为空间臂以维持肝素的正常构象,随后再与制备的高分子液晶进行共混,制备出一类具有表面微相分离结构的液晶复合膜材料。
聚醚氨酯的改性首先是在碱性条件下通过对其进行皂化水解,在表面引入活性羧基,在此基础上接枝二胺空间臂,测定接枝后的表面氨基浓度,并考察pH值、温度、时间、活化剂用量对表面氨基接枝量的影响,经过正交实验研究得到胺化的最佳工艺条件为:pH=5,胺化时间=3小时,EDAC浓度为10%,EDAC活化时间为15分钟,胺化反应温度=0℃,通过单因素实验研究得到肝素化的实验条件确定为pH=5,EDAC浓度14%,EDAC活化时间3小时,肝素加入量为0.8%,温度0℃,肝素化反应时间3小时。
本研究还对改性后的材料的的结构进行了红外表征,结果表明:肝素介晶基元通过柔性间隔基与聚丙烯酰胺主链,以酰胺键的形式相连接;空间臂二胺和肝素也通过酰胺键成功地接枝到了聚醚氨酯表面,肝素接枝稳定性实验表明在中性和酸性环境中的肝素与基材结合牢固,而碱性条件下易脱离。
本文对液晶共混/改性聚醚氨酯复合膜进行血液相容性研究,结果表明:经过改性的聚醚氨酯的抗凝血性能得提高,而与液晶按一定比例共混后可以进一步改善复合膜的抗凝血性能。动态凝血试验表明液晶含量达到40%时,能够达到最佳抗凝血效果;体外溶血试验表明6种材料溶血率都在5%以下,其中空白PEU膜的溶血率为3.56%,液晶含量在40%时,溶血率最低为0.088%;APTT和PT试验表明最终液晶共混聚醚氨酯薄膜的APTT值和PT值分别比空白对照样品的值提高了60%和85%。
试验结果显示,该复合材料具有优良的抗凝血性能和增强的力学性能,制备工艺简单,反应条件温和,便于工业化生产并具有产业化前景。