聚吡咯與鎂聯(lián)用制備生物醫(yī)用材料及其應(yīng)用研究.pdf

1、導(dǎo)電高分子聚吡咯(Polypyrrole，PPy)具有不同于一般高分子的特殊性質(zhì):優(yōu)異的導(dǎo)電性、良好的氧化還原特性、一定的腐蝕防護(hù)能力以及優(yōu)良的生物相容性，這些特性使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。金屬Mg因其良好的機(jī)械性能、較輕的質(zhì)量、與人骨相近的彈性模量以及可自發(fā)的腐蝕降解并且降解產(chǎn)物無毒無害，可隨尿液被排出等優(yōu)異性能而成為一種有前途的可降解金屬材料。
　　然而二者在實際應(yīng)用上均有些不足，如金屬Mg腐蝕速率過快，無法在組織

2、痊愈前充分發(fā)揮作用，并且可能產(chǎn)生過多對機(jī)體有害的氫氣等;PPy用于藥物釋放時需要外接電源，限制了其體內(nèi)應(yīng)用。而將二者結(jié)合應(yīng)用，可望有效發(fā)揮各自優(yōu)勢，并彌補(bǔ)其在應(yīng)用中的不足。因此，本論文擬制備兩種基于聚吡咯和鎂聯(lián)用的生物材料體系，并探索其應(yīng)用。全文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)結(jié)合金屬的陰極保護(hù)原理并利用一種陰極激發(fā)的氧化性自由基(NO+)作為氧化劑，將金屬Mg作為陰極，成功的在Mg表面制備出納米多孔PPy結(jié)構(gòu)。實驗證實，在

3、-2.2 V電位下沉積1800 s可得到均一、穩(wěn)定的最優(yōu)形貌，而且該PPy修飾的Mg電極提高了腐蝕防護(hù)能力。通過極化曲線的測量，證實了PPy的存在可以提升腐蝕電位，降低腐蝕電流，從而減緩Mg的腐蝕。通過對Nyquist圖的分析擬合，證實了極化電阻的增大，進(jìn)一步說明該涂層具有腐蝕防護(hù)作用。并通過輔助實驗推測該特殊形貌的形成機(jī)理。
　　(2)基于原電池原理的PPy藥物釋放體系是指利用活潑金屬和PPy的電極電勢不同，將活潑金屬、PPy膜

4、以及電解質(zhì)溶液三者共同組成簡單的原電池。本文采用微機(jī)電技術(shù)(MEMS)，通過三層套刻，在硅基芯片上成功構(gòu)建出一種微型的，無需外加電源便可釋放藥物，且具有一定控釋能力的PPy-Mg藥物釋放芯片。重點研究了該藥物釋放芯片的設(shè)計和構(gòu)建手段，成功制備出易于批量制備的原電池聚吡咯藥物釋放芯片;同時考察了相關(guān)因素對藥物芯片穩(wěn)定性和儲藥性能的影響，選取5'-三磷酸腺苷二鈉鹽(ATP)作為模型藥物，確定了最佳儲藥的電化學(xué)條件;同時考察了在不同分子量高分