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医用级聚丙烯经编疝气补片的制备与性能研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 疝气及疝修补术

1.2 国内外疝气补片的发展及现状

1.2.1 国外研究及发展现状

1.2.2 国内研究及发展现状

1.3 研究目的和意义

第二章 疝气补片的制备

2.1 疝气补片的材料选择

2.2 聚丙烯单丝的制备及其性能

2.2.1 聚丙烯单丝的制备

2.2.2 单丝的形态特征

2.2.3 单丝的力学性能

2.3 疝气补片的织造

2.3.1 组织结构的确定

2.3.2 织造工艺

2.3.3 基本性能

2.4 本章小结

第三章 疝气补片热定型及其影响

3.1 热定型机理及影响因素

3.1.1 热定型机理

3.1.2 DSC曲线分析

3.2 热定型对疝气补片物理机械性能的影响

3.2.1 实验仪器及过程

3.2.2 热定型对疝气补片基本性能的影响

3.2.3 热定型对疝气补片拉伸断裂强度的影响

3.2.4 热定型对疝气补片顶破强力的影响

3.2.5 热定型对疝气补片刚柔性能的影响

3.2.6 热定型对疝气补片折皱回复性的影响

3.3 模糊综合评判

3.3.1 因素集确定

3.3.2 确定评价指标矩阵R1

3.3.3 权重计算

3.3.4 综合评判结果计算

3.3.5 综合评判分析

3.4 本章小结

第四章 经编疝气补片的性能及分析

4.1 基本性能的测试

4.1.1 线圈密度

4.1.2 孔径和孔隙率

4.1.3 收缩率

4.1.4 接触角

4.2 力学性能的测试

4.2.1 撕裂性能

4.2.2 定伸长-疲劳性能

4.2.3 蠕变性能

4.3 不同经编疝气补片的对比分析

4.4 本章小结

第五章 等离子体-壳聚糖改善补片亲水性

5.1 实验材料及仪器

5.2 实验过程

5.3 实验结果与分析

5.3.1 等离子体刻蚀对聚丙烯疝气补片的影响

5.3.2 壳聚糖涂覆对聚丙烯疝气补片的影响

5.3.3 等离子体—壳聚糖处理聚丙烯疝气补片

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

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摘要

疝气目前已是常见疾病,全球每年约进行2000多万例疝修补术。目前有三种疝修补术,其中无张力疝修补术是应用最广泛的手术方式,该修补术主要使用聚丙烯单丝构成的经编疝气补片。国内已具备上机织造经编疝气补片的技术,只是织造的补片与国外尚有一定的差距,研究疝气补片在开发过程中的工艺以及后期整理改性,能获取各方面性能都较优良的疝气补片,缩短与国外的差距,为疝气补片在国内的大批量生产提供理论和实验依据。
  本课题通过熔纺工艺将购置的医用级聚丙烯切片制备成聚丙烯单丝,选用三针开口经缎组织结构织造疝气补片,并且对其表面形貌和基本性能进行了分析;根据DSC曲线选取适当范围,以一定比例增长的不同温度和不同时间进行热定型实验,测试分析不同热定型条件对疝气补片厚度、平方米克重、拉伸强力、刚柔性能、顶破强力和折皱回复性的影响,通过与临床性能要求对比以及模糊综合评判,得出改善疝气补片性能的最佳热定型条件;利用相关仪器对最佳热定型的疝气补片的主要机械物理性能进行测试,得出疝气补片线圈密度、孔径和孔隙率、收缩率和接触角的具体指标,以及撕裂性能、定伸长-疲劳性能、蠕变性能,并与市场上的进口疝气补片对比;对疝气补片进行等离子体-壳聚糖改性,增加其亲水性,通过表面形貌分析、红外分析、材料质量变化、接触角以及拉伸断裂强力、顶破强力、刚柔性能和折皱回复性分析,得出最佳改性条件。
  通过以上一系列的实验、分析与研究得到如下结论:
  1、熔融法自制的聚丙烯单丝透明度较高,表面光滑,纵向呈笔直的状态,截面呈规整的圆形,具有较高的断裂强度和弹性回复率,极低的沸水收缩率,可加工性高。
  2、采用卡尔迈耶HKS4经编机,织造经缎疝气补片,织物经向拉伸断裂强度为351.15N/cm,纬向306.94N/cm,顶破强力为449.60N。
  3、通过DSC曲线,确定120、125、130、135、140℃五种定型温度和2、4、2+2、2+4min四种定型时间组合的二十组条件为热定型条件。一次定型条件下,最佳综合力学性能的热定型工艺参数为125℃、2min;二次定型条件下,最佳综合力学性能的热定型工艺参数为135℃、2+2min。
  4、经过最佳热定型处理的聚丙烯经缎疝气补片的孔径约为1mm,孔隙率为62.73%;在40℃水浴温度下,收缩率为0;经向撕裂强度为67.72N,纬向撕裂强度为55.51N,具有较高的弹性回复率,抗蠕变性能和稳定性较为优异;其孔径和孔隙率优于Prolene(强生)和MARLEX(巴德),但在厚度和平方米克重方面还不够轻、薄。
  5、等离子体刻蚀和壳聚糖改性均对改善聚丙烯经编织物的亲水性有较好的效果,其中等离子体-1%浓度壳聚糖溶液处理的聚丙烯织物性能最佳,具有较好的柔软度,强度以及亲水性。

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