PCL/PVP共混物的制备及性能研究

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PCL已被证实具有良好的组织相容性、生物降解和通透性,易塑性,被广泛应用于药物控释、生物支架材料等领域,相关产品已获美国FDA批准。但PCL存在降解慢、亲水性差等缺点。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)由N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)聚合而得,是重要的水溶性高分子,具有优异的亲水性、成膜性以及生物相容性,广泛用于药物辅料、控制释放材料等领域,与PCL具有互补性。通过PVP与PCL共混,可以改善PCL的亲水性;并且可以调整其结晶度,以改善其降解速度。而且由于PVP分子中具有含氮的基团,可以与蛋白质肽链发生官能团之间的作用,从多角度来促进细胞的生长。这将大大提升PCL/PVP共混物在组织工程上的应用潜力。本研究通过对PCL/PVP不同共混比例制得膜,运用DSC、FTIR、X-RD、SEM等现代测试技术,以及对膜进行接触角测试和生物降解实验,研究并分析了不同混合比时PCL/PVP的相容性、结晶行为、力学性能、亲疏水性和生物降解性能,为PCL/PVP在生物医用领域的应用提供实验和理论基础。研究结果表明:PVP对PCL的晶型无影响,仅产生稀释作用;随着PVP的加入量的增加,PCL/PVP共混材料强度和断裂伸长都呈先增大后减少的趋势,当PVP含量在20%左右时综合力学性能最佳;通过接触角测试得出,PVP的加入改善了PCL的亲水性,随着PVP含量的增多,共混物水接触角减小,而粘附功和浸湿功却同步增加;在共混材料的生物降解实验中,共混物差减PCL失重率后的失重动力学曲线表明,随着PVP比例增加,共混物的总失重率都逐渐由PCL主导过渡到由PVP主导。降解试验结果还表明,脂肪酶加速了PCL/PVP共混材料的降解速率;亲水性越好则降解越快,这是因为聚酯的降解其实主要是水解,亲水好的材料能与降解媒介接触充分,从而加速了降解。本文研究表明,经过一定比例共混改性后,PCL/PVP共混材料具备优良的力学性能和生物降解性能,在组织工程支架材料中应用前景广阔。所制得的共混物有望作为医用缝合线、人造皮肤等生物医用材料。
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