聚乙二醇二甲基丙烯酸酯/羟基磷灰石复合可注射水凝胶的研究

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可注射水凝胶在组织工程中是非常具有吸引力的一类生物材料。本论文对聚乙二醇二甲基丙烯酸酯/羟基磷灰石复合可注射水凝胶的制备和表征等进行了详细的描述,主要包括以下三个内容。 首先,讨论了通过物理混合羟基磷灰石和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的方法来制备复合水凝胶。羟基磷灰石粉末被直接掺加到聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的水溶液中,搅拌、超声分散以后以氧化还原体系引发聚合形成水凝胶。使用红外光谱和X射线衍射分别表征了水凝胶产物的化学和晶体结构,结果表明羟基磷灰石的加入并无显著影响。使用电子扫描显微镜观察了水凝胶的形貌,发现羟基磷灰石在聚合网络中有明显的团聚。含羟基磷灰石水凝胶的力学和热学性质也分别与不含羟基磷灰石水凝胶进行了比较,结果显示含羟基磷灰石的水凝胶的力学性能有所下降,聚合温度有所降低。生物相容性实验表明,水凝胶的生物相容性在羟基磷灰石加入后有显著的改善。 其次,讨论了化学混合羟基磷灰石和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的方法来制备复合水凝胶。先让羟基磷灰石在聚乙二醇二甲基丙烯酸酯溶液中生成,形成含无机相的有机可聚合前驱体溶液。之后,加入氧化还原引发剂,引发体系聚合形成水凝胶。得到的水凝胶产物通过红外光谱的表征表明羟基磷灰石的加入对材料的化学结构没有明显的影响;使用X射线衍射仪分析了材料的晶体结构,发现化学混合羟基磷灰石得到的水凝胶的结晶度比物理混合羟基磷灰石的水凝胶的结晶度降低。在扫描电子显微镜下观察了水凝胶的形貌,发现羟基磷灰石在水凝胶聚合网络中分散均匀。与物理混合羟基磷灰石形成的水凝胶相比,化学混合水凝胶的力学性能较优,聚合温度更低。 最后,讨论了化学混合羟基磷灰石和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯,以光聚合的方法制备复合水凝胶。得到的水凝胶产物通过红外光谱的表征表明羟基磷灰石的加入对材料的化学结构没有明显的影响;使用X射线衍射仪分析了材料的晶体结构,发现化学混合羟基磷灰石得到的水凝胶的结晶度比物理混合羟基磷灰石的水凝胶的结晶度降低。在扫描电子显微镜下观察了水凝胶的形貌,发现羟基磷灰石在水凝胶聚合网络中分散均匀。力学测试结果表明,光聚合水凝胶较之热聚合水凝胶的力学强度明显增大,但是复合水凝胶的力学性能弱于纯水凝胶。蛋白吸附和细胞学的实验证明羟基磷灰石的加入可促进材料对蛋白的吸附,可进一步改善材料的生物相容性。
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