医用聚氨酯共混膜的制备及其性能研究

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伤口愈合是一个涉及有机体生长和增殖的特殊的生物程序,需要能够创造适宜愈合环境的敷料促进伤口愈合。研发一种综合性能优良的敷料,使其不仅能够覆盖创面,吸收创面渗液,而且能够阻隔细菌,并具有良好的通透性及柔韧性,是目前敷料研究的主流方向。生物医用聚氨酯因其特有的微相分离结构,作为植入式的生物材料如人工心脏,移植血管,导尿管等已经在使用。而作为敷料,经动物和临床实验证明聚氨酯薄膜无毒、无刺激,但是仅适用于干燥或低渗液的创面,因此改善目前聚氨酯膜较低的吸水性和透湿性是研究重点。基于“亲水基团透湿”和“微孔透湿”两种透湿机理,相应地选择醋酸淀粉(ASt)和聚乙二醇(PEG)作为填充物填充到两种不同来源的聚氨酯(PUa,PUb)中制备聚氨酯共混膜。考察了不同成膜方式对聚氨酯膜吸水、透湿和力学性能的影响;研究了随着填充材料的种类和含量对共混膜吸水性和透湿性的影响;探讨了填充材料对共混膜密度、孔隙率和力学性质以及微观结构和化学结构的影响;并进一步考察了共混膜的阻菌性能和降解能力。经过考察70℃干法成膜、室温干法成膜和湿法成膜对聚氨酯膜吸水透湿等性能的影响,最终确定湿法成膜方式。通过对ASt和PEG两种填料对共混膜结构性能的分析表明,ASt对PUa膜结构影响较大,但是对PUb的作用并不明显。PEG的加入使PUa出现类似海绵状结构,但是却使PUb的多孔结构变得致密。结构的变化引起共混膜密度、孔隙率的变化。吸水性和水蒸气透过率的变化趋势显示,ASt的引入增加了聚氨酯的吸水性和水蒸气透过率,吸水性由纯PUa膜的20%增加到129.3%,随着PEG含量的增加,PUa的吸水性增加,水蒸气透过率由2830g·m-2·day-1增加到4939g·m-2·day-1,但是PUb复合膜的吸水性和透湿性却有所降低。力学测试结果发现,ASt的加入使共混膜力学性质有所下降,但是PEG的添加降低PUa力学性质的同时却大大提高了PUb的力学性质。阻菌性结果显示,ASt和PEG的添加不仅改善了聚氨酯膜的吸水透湿性,同时对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有良好的阻隔效果。此外,ASt和PEG的引入增加了聚氨酯膜的降解速度。通过在聚氨酯中引入ASt和PEG,显著地改善了聚氨酯膜的吸水、透湿性能。聚氨酯共混膜的水蒸气透过率范围在1442g·m-2·day-1到7396g·m-2·day-1之间,可以满足不同程度创伤对医用敷料的要求,在临床中具有广阔的应用前景。
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