化学-物理法制备聚乙烯醇/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合水凝胶及其性能

采用化学-物理交联法制备了聚乙烯醇/壳聚糖/纳米羟基磷灰石(PVA/CS/n-HA)复合水凝胶材料。通过对比其含水率、拉伸强度、红外光谱和TG谱图,探讨了PVA含量及戊二醛加入量对材料性能的影响。结果表明,m(PVA)∶m(CS+n-HA)=5∶1,戊二醛质量分数为2%时,复合水凝胶材料具有较好的综合性能:含水率为82.0%、拉伸强度为2.14 MPa、断裂伸长率为343.26%;同步热分析表明,25~140℃,仅存在水分的蒸发,直至360℃材料才发生分解,说明材料的热稳定性良好;红外分析表明,CS与戊二醛发生了交联反应。     

聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合水凝胶的制备及其性能研究

本文以聚乙烯醇(PVA)、纳米羟基磷灰石(n-HA)和丝素蛋白(SF)为原料,采用物理共混法、反复冷冻解冻法和NaCl粒子制孔法制得了具有三维结构的PVA/n-HA/SF多孔复合水凝胶,以作为人工角膜支架材料。测试了这种多孔复合材料的含水率、拉伸强度和断裂伸长率,并对其进行了红外谱图、X射线衍射光谱、热重及电子扫描显微镜分析。结果表明,丝素蛋白的添加量增加时,多孔复合水凝胶的含水率相应提高,含水率稳定在75～82%之间;其拉伸强度在0.43～1.00MPa之间,断裂伸长率在183.76～237.53%之间,可以达到人体正常状态下眼压要求,其中复合水凝胶的最佳配比为:PVA:SF:n-HA=10:5:1。;IR和XRD分析表明复合水凝胶在物理交联过程中,各种成分均匀复合,无化学键变化;扫描电镜显示该水凝胶材料具有均匀的三维多孔结构。     

羟基磷灰石/聚乙烯醇/壳聚糖水凝胶在模拟体液中的力学性能

从仿生学角度出发,将自制的人工角膜支架材料羟基磷灰石/聚乙烯醇/壳聚糖(n-HA/PVA/CS)浸泡在模拟体液中,对材料的含水率及力学性能进行了测试,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪及热重分析仪研究了材料在模拟体液中的形貌、晶体结构、元素组成及热稳定性.结果表明,在模拟体液中,n-HA/PVA/CS复合水凝胶的含水率为80%~86%,具有较高的拉伸强度,能承受正常眼压,且热稳定性较好.在浸泡后期,n-HA/CS/PVA复合材料对Ca2+的吸附和释放达到动态平衡;而其表面含有微量的纳米羟基磷灰石沉积,有利于纤维细胞的长入.     

多孔β-磷酸三钙/壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶的制备与性能

以NaCl为致孔剂,采用溶盐致孔法制备了多孔β-磷酸三钙/壳聚糖/聚乙烯醇（β-TCP/CS/PVA）复合水凝胶材料。 通过对比其含水率、溶胀比、拉伸强度、X射线衍射谱图、SEM和热重分析曲线,探讨了在相同环境下壳聚糖与β-磷酸三钙（β-TCP）的不同用量对聚乙烯醇(PVA)的结晶度以及对材料性能的影响。 此复合材料含水率为70%~76%。 当壳聚糖与β-TCP的质量比为2∶8时,复合材料的拉伸强度为0.56 MPa,断裂伸长率达到370%,其较好的力学性能,足以承受正常人眼压,可用作人工角膜周边支架材料。     

肝素钠/聚乙烯醇复合水凝胶的制备与性能

通过循环冷冻-解冻法,制成了肝素钠/聚乙烯醇(HS/PVA)复合水凝胶材料。 探讨了不同质量分数肝素钠对复合水凝胶材料的可见光透过率、含水率、亲水性、力学性能以及肝素钠释放量的影响。 结果表明,复合水凝胶的可见光透过率为92%以上,溶胀平衡的含水率为72%~78%,亲水性较纯PVA水凝胶有所提升,拉伸强度和断裂伸长率都稍有下降。 细胞粘附实验结果表明,适量的肝素钠的释放可以达到减少细胞粘附的效果。 这种HS/PVA复合水凝胶材料有望用作人工角膜中心区材料。     

聚乙烯醇/壳聚糖复合水凝胶的物理化学性质

测定了聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)复合水凝胶的平衡含水量、熔融焓、等温溶胀动力学和非等温失水动力学等性质,讨论了水凝胶的组成和制备参数对这些性质的影响.结果显示:PVA/CS复合水凝胶具有适宜于软骨修复替代材料的网络结构和平衡含水量.CS与PVA复合减弱了凝胶的结晶度,但却增强了水与凝胶支架的相互作用.尽管水凝胶力学拉伸强度有所降低,但却优化了凝胶的生物相容性和降解能力.PVA/CS复合水凝胶是一种潜在的软骨修复材料,作为一种理论研究的模型体系,它将促进热力学在复杂医用材料方面的应用.     

基于壳聚糖/聚丙烯酸/纳米银的高强抗菌水凝胶

首先以丙烯酸(AA)和壳聚糖(CS)为单体、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过光聚合法制备了CS/PAA双网络水凝胶,然后将Ag~+以硝酸银的形式分散在水凝胶中并通过紫外光辐照获得CS/PAA/纳米银复合水凝胶,并对复合水凝胶的抗菌性能进行研究。采用红外光谱对其结构进行表征,研究单体含量对水凝胶力学性能以及溶胀行为的影响。结果表明,当丙烯酸质量分数为20%,壳聚糖质量分数为5%的情况下,水凝胶的拉伸性能最优。此外,纳米银的引入有效提高了水凝胶的抗菌性能。     

多孔载药n-HA/PEEK/CS复合材料的制备与性能

首先以纳米羟基磷灰石(n-HA)、聚醚醚酮(PEEK)、壳聚糖(CS)为原材料进行复合,制得n-HA/PEEK/CS复合材料;然后采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/NaCl作为致孔剂对复合材料进行致孔,载入抗生素类药物红霉素(EM),制备出一种新型多孔载药复合骨修复材料n-HA/PEEK/CS/EM。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、力学测试、紫外-可见分光光度计(UVVis)表征了该复合材料的形貌结构、力学性能及药物缓释性能。结果表明:当m(PVP)∶m(NaCl)=1∶6时,可以得到孔隙率为51.6%、抗压强度为6.98MPa的n-HA/PEEK/CS/EM复合材料;当CS的质量分数由0增加到30%时,最大药物释放质量浓度由39.8μg/mL增加到52.0μg/mL;药物载入后无新化学键生成;材料形成了三维立体多孔结构,孔径为5~50μm,有利于营养物质的运输及细胞、组织的长入。     

蒙脱土纳米片增强的仿生结构强韧水凝胶薄膜

传统单网络水凝胶力学性能差,难以作为对力学强度和综合性能方面有高要求的硬脑膜修复材料使用。提高水凝胶的力学性能对于水凝胶的应用具有重要意义。本文通过蒸发诱导组装方法制备了聚乙烯醇/蒙脱土（PVA/MMT）水凝胶薄膜,该水凝胶薄膜具有优异的机械性能和抗疲劳性能。所制备的PVA/MMT水凝胶薄膜厚度为200 - 300 μm之间,断裂应力为9.5 ± 0.2 MPa、模量为9.0 ± 0.9 MPa、疲劳强度为1154.02 J?m-2,性能优于现有的生物聚合物水凝胶。加入蒙脱土（MMT）后,PVA/MMT水凝胶薄膜的机械性能得到提升。这得益于MMT在PVA/MMT水凝胶薄膜中形成有序的层状结构。PVA70/MMT30水凝胶薄膜借助戊二醛交联后,PVA和MMT之间形成C-O-C共价键,促使薄膜的机械性能进一步提高。     

多孔载药纳米羟基磷灰石/聚酰胺/壳聚糖复合材料的制备与性能

以纳米羟基磷灰石(n-HA)、聚酰胺(PA)、壳聚糖(CS)为原料,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与氯化钠(Na Cl)为致孔剂采用溶液共混法和粒子致孔法,载入抗生素红霉素(EM),研制一种新型多孔载药纳米羟基磷灰石/聚酰胺/壳聚糖/红霉素复合骨组织修复材料。研究了其孔隙率、抗压强度、X射线衍射谱图、红外光谱图、SEM和药物释放曲线,探讨了CS含量及红霉素释放量对材料性能的影响。结果表明,当PVA/Na Cl为1:6时,材料总孔隙率为72%和抗压强度为0.71MPa,扫描电镜显示多孔n-HA/PA/CS复合材料孔的直径在100~500μm之间,适合血管、骨组织的长入以及营养物质的运输。当CS的含量从0增到30%时复合材料药物的释放量从41.6%增到82.4%,表明可降解材料CS的加入有利于药物溶出。     

层状纳米纤维素膜/PVA复合水凝胶的制备与力学性能研究

采用叠层复合与物理相分离的方法制备了层状纳米细菌纤维素(BC)膜/聚乙烯醇( PVA)复合水凝胶.研究了聚乙烯醇的质量百分数、BC膜的复合层数以及制备条件对复合水凝胶力学性能的影响;通过扫描电镜( SEM)观察比较了复合水凝胶中BC膜层与PVA界面结合情况.结果表明,复合水凝胶的力学性能与PVA的质量百分数和BC膜含水...     

强韧抗溶胀水凝胶的简单构筑及性能

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为原料, 采用循环冻融法制备了前驱体水凝胶(PVA-CS), 并经过浸泡氯化钠溶液和透析后处理构筑了强韧抗溶胀复合水凝胶(PVA-CS-6.16-30). 采用扫描电子显微镜(SEM)、 傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、 X射线衍射分析仪(XRD)、 差示扫描量热分析仪(DSC)及流变仪表征了两种水凝胶的微观结构, 采用拉力机测试了其机械性能. 结果表明: 由于结晶微区、 氢键及链缠结等协同交联作用, PVA-CS-6.16-30具备高效能量耗散机制. 与前驱体PVA-CS相比, PVA-CS-6.16-30的交联密度由7.69×10^?4 mol/cm³增加至9.97×10^?4 mol/cm³, 自由水含量由62.8%降低至52.6%, 网络尺寸由6.11 nm降低至5.21 nm, 凝胶分数由58.6%增加至86.8%, PVA结晶度由14.8%增加至17.2%, 其抗拉强度、 断裂伸长率、 韧性及抗压强度分别为2.9 MPa, 229%, 3.3 MJ/m³和7.6 MPa. 此外, 该复合水凝胶还具有优异的耐溶胀与抗蠕变性能. 在37 ℃的PBS缓冲溶液中浸泡7 d后, 其抗拉和抗压强度分别高达2.8和7.5 MPa, 优于常见水凝胶. 商品化的原料、 简单的构筑方法及优异的综合性能有望推动水凝胶在组织工程和生物医疗领域的应用.     

In-situ Synthesis and Characterization of Poly(vinyl alcohol)/Hydroxyapatite Composite Hydrogel by Freezing-thawing Method

Poly(vinyl alcohol)/hydroxyapatite(PVA/HA) composite hydrogel was successfully in-situ synthesized via three cycles of freezing-thawing. The composition and structure of products were investigated by X-ray diffraction( XRD), Fourier transformed infrared spectroscopy(FTIR) and scanning electron microscopy(SEM). The influence of different preparation methods and contents of material on the mechanical properties of PVA/HA composite hydrogel was discussed through tensile and compressive tests. The template of PVA could avoid the agglomeration of HA particles, which improves the mechanical properties of the composite hydrogel effectively. The tensile strength, modulus and compressive performances of the PVA/HA composite hydrogel prepared by the in-situ synthesis method were better than those of hydrogel obtained by the simple blend metliod. In addition, the effect of the content of PVA, HA, and the pH value on tlie properties of tlie PVA/HA composite hydrogel has been discussed in detail.     

Effects of annealing and the addition of PEG on the PVA based hydrogel by gamma ray

Poly(vinyl alcohol) (PVA) is an interesting material with good biocompatibility, high elasticity and hydrophilic characteristics. PVA hydrogels have been formed through chemical crosslinking with aldehyde, photopolymerization and physical crosslinking with freeze-thawing. In this study, crosslinked hydrogels based on PVA, and poly(ethylene glycol) (PEG) were prepared by gamma-ray irradiation, and then annealed at 120 °C. The properties of a hydrogel such as gel fraction, swelling behavior, gel strength as a function of PEG content and annealing time were investigated. Also, the thermal behaviors were examined by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The gel fraction decreases with an increase in PEG content and decrease in annealing time. The tensile strength increases with an increase in annealing time. The thermal behaviors have shown different patterns according to the annealing time. The improved properties suggest that PVA/PEG blend hydrogel can be a good candidate for applications in the articular cartilage.     

高醚化三聚氰胺甲醛树脂交联水性聚氨酯的制备与表征

合成了高醚化三聚氰胺甲醛树脂(HMMM)交联改性含聚乙二醇单甲醚(Ymer N120)亲水基团的阴离子型水性聚氨酯。 通过全反射红外(ATR-FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、电子拉力机等技术手段表征了改性后的水性聚氨酯胶膜结构、热性能和力学性能。 结果表明,随着HMMM质量分数的增加,聚氨酯胶膜中氢键相互作用减弱,胶膜耐热性、耐水性、拉伸强度、粘接性均有所提高;当HMMM为8%时,聚氨酯胶膜的拉伸强度增加了125%,T-型剥离强度增加了7.4 N/cm,硬段最大热分解速率对应温度增加了38 ℃。 此外,交联水性聚氨酯胶膜的耐水性也得到了很大程度的提高。     

Blood compatibility of novel poly(gamma-glutamic acid)/polyvinyl alcohol hydrogels

Sodium poly(gamma-glutamic acid) (PGA), a water-soluble and biodegradable polypeptide, was reacted with polyvinyl alcohol (PVA) to form hydrogel without any chemical treatment. The gelation occurred probably due to physical cross-linking of polymer chains by interpenetrating hydrogen bonding. From the results of thermal analysis, PGA/PVA exhibited better thermal stability than native PVA. Although the swelling ratio decreased with the increase of PGA content, however, the water resistance and retention were improved. The tensile strength of the PGA/PVA hydrogel membranes was about 15-30% lower than that of the native PVA, whereas the elongation was increased 2.0-2.6 times. The amount of protein adsorbed and platelets adhered on the PGA/PVA membranes were significantly curtailed with increasing PGA content, thereby showing improved blood compatibility. The as-fabricated hydrogels were proven to be non-cytotoxic evaluated in vitro by L-929 fibroblast incubation. Overall results demonstrate that the non-cytotoxic PGA/PVA hydrogels, due to better water resistance, mechanical properties and blood compatibility could be very promising candidates for blood-contacting medical devices.