聚羥基脂肪酸酯的親水性、聚集態(tài)相行為和等離子體表面改性后的生物相容性研究.pdf

1、聚羥基脂肪酸酯因其生物綠色合成、生物可降解、優(yōu)良的生物相容性和可控的力學(xué)性能而受到廣泛關(guān)注與研究,并且是理想的心血管組織工程材料。本論文從以下三方面對(duì)聚羥基脂肪酸酯進(jìn)行了深入研究:水分子在PHBHHx中的擴(kuò)散行為,不同聚羥基己酸(HH)共聚比x的PHBHHx膜的力學(xué)性能與聚集態(tài)相行為間的關(guān)系以及低溫等離子體表面處理絲素蛋白改性后PHBHHx膜的生物相容性,最終得出以下結(jié)論:
　　1.水分子在PHBHHx擴(kuò)散過(guò)程中至少存在三種形態(tài):

2、凝聚態(tài)水,高分子結(jié)合態(tài)水和自由態(tài)水;
　　2.水分子在PHBHHx膜中的擴(kuò)散過(guò)程為:首先水分子以凝聚態(tài)水?dāng)U散進(jìn)入由于溶劑揮發(fā)產(chǎn)生的微孔(micro-voids)中。或者在膜表面分散成自由水;然后逐漸擴(kuò)散入膜中與高分子鏈段上的親水基團(tuán)(如C=O和C-O-C)以氫鍵相互作用形成高分子結(jié)合態(tài)水;并且水分子會(huì)優(yōu)先擴(kuò)散進(jìn)入松散的高分子非結(jié)晶區(qū)域,然后再滲透進(jìn)入致密的結(jié)晶區(qū)域;
　　3.根據(jù)Fickian定律,水分子在PHBHHx膜中的

3、擴(kuò)散系數(shù)D為7.8±0.7×10-8cm2 s-1:
　　4.PHBHHx骨鏈上的C=O和CH基團(tuán)表現(xiàn)出快慢兩個(gè)自旋-晶格弛豫時(shí)間T1和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的自旋-晶格弛豫時(shí)間T1ρ說(shuō)明它們存在兩種不同的運(yùn)動(dòng)方式,即快運(yùn)動(dòng)和慢運(yùn)動(dòng);對(duì)于不同羥基己酸(HH)的共聚比x(12 mol％和18 mol％)的PHBHHx,我們發(fā)現(xiàn):較大的x,無(wú)論是慢運(yùn)動(dòng)還是快運(yùn)動(dòng)的聚集相,其T1和T1ρ弛豫時(shí)間都較小,這表明增加HH的比例可以使主鏈上的C=O和CH

4、處于相對(duì)較柔性的環(huán)境,從而使整體膜的韌性增加;由于T1的大小反映了數(shù)十納米尺度的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)性質(zhì),T1ρ的大小反映了數(shù)納米尺度的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)性質(zhì),因此可以推斷x=18 mol％的PHBHHx膜較x=12 mol％的PHBHHx膜在數(shù)納米至數(shù)十納米尺度的分子運(yùn)動(dòng)更快,聚集相更為柔性;
　　5.通過(guò)利用12脈沖偶極濾波技術(shù)抑制具有短自旋-自旋晶格弛豫時(shí)間T2的剛性相信號(hào),從而可將大部分的柔性相信號(hào)得以保留。對(duì)于x=12和18mol％的PHBH

5、Hx膜,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)脈沖循環(huán)次數(shù)Ncycle=7時(shí),能較理想地濾除剛性相的信號(hào),保留柔性相的信號(hào);進(jìn)一步比較兩者柔性相的T1和T2,可以發(fā)現(xiàn)T1(x=12 mol％)＞T1(X=18 mol％);T2(x=12 mol％)＜T2(x=18 mol％),從而推測(cè)x=18 mol％的PHBHHx,其柔性相(mobile phase)相比于x=12 mol％的PHBHHx的柔性相處于更快的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即共聚比x較高的PHBHHx膜,其柔性相處于

6、更為自由的環(huán)境,導(dǎo)致該膜的拉伸能力較強(qiáng),但是強(qiáng)度有所減弱;
　　6.經(jīng)低溫等離子體輻照后,PHBHHx膜的表面粗糙度提高,親水性改善;
　　7.相對(duì)于未處理的PHBHHx膜,等離子體處理的PHBHHx膜具有更強(qiáng)的絲素蛋白吸附能力,從而具有更強(qiáng)的抵抗體內(nèi)血流高剪切作用的能力;
　　8.當(dāng)人平滑肌細(xì)胞在支架材料上培養(yǎng)7天后,經(jīng)絲素蛋白表面修飾等離子體處理的PHBHHx膜表現(xiàn)出更為出色的生物相容性,能夠很好的促進(jìn)人平滑肌細(xì)胞