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一种可用于引导组织再生技术的淀粉/PVA膜的制备及性能研究

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第一章 绪论

1.1生物材料概述

1.1.1生物材料的分类

1.1.2生物材料的医学要求

1.2可降解生物高分子材料

1.2.1可降解生物高分子材料的分类

1.2.2可降解生物高分子材料的应用

1.2.3可降解生物高分子材料与组织工程

1.3引导组织再生技术的概述

1.3.1相关领域的历史研究

1.3.2相关领域的研究现状

1.3.3相关领域的前沿发展

1.3.4前人的研究成果

1.4淀粉

1.4.1淀粉的结构

1.4.2淀粉的性能

1.4.3淀粉在医学领域中的应用

1.5聚乙烯醇

1.5.1聚乙烯醇的结构与性能

1.5.2聚乙烯醇在医学领域中的应用

1.6羟基磷灰石

1.6.1羟基磷灰石的结构与性能

1.6.2 HA在医学领域中的应用

1.7论文选题的立论、目的和意义

1.8本课题的主要研究内容

1.9本课题的创新之处

第二章 实验部分

2.1实验原料

2.2实验仪器

2.3表征与测试方法

2.3.1结晶性能测试

2.3.2孔的结构形貌

2.3.3孔隙率及吸水率

2.3.4力学性能

2.3.5细胞毒性

2.3.6细胞粘附性

2.3.7淀粉/PVA膜在降解过程中的性能变化

2.4制备工艺条件

2.4.1淀粉/PVA膜的制备工艺条件

2.4.2淀粉/PVA/HA膜的制备工艺条件

第三章 采用直接冷冻干燥的方法制备淀粉/PVA膜

3.1前言

3.2淀粉/PVA膜的制备

3.3实验结果与讨论

3.3.1原料配比对淀粉/PVA膜表面形貌的影响

3.3.2溶液浓度对淀粉/PVA膜表面形貌的影响

3.3.3预冻温度对淀粉/PVA膜表面形貌的影响

3.3.4加入HA后对淀粉/PVA膜表面形貌的影响

3.3.5淀粉/PVA双层复合膜的表面形貌

3.3.6淀粉/PVA膜的断面形貌

3.4结论

第四章 采用先室温干燥后溶胀再冷冻干燥的方法制备淀粉/PVA膜

4.1前言

4.2样品的制备

4.3结果与讨论

4.3.1淀粉/PVA膜结晶性能的表征

4.3.2不同制备工艺条件对淀粉/PVA膜表面形貌的影响

4.3.3不同制备工艺条件对淀粉/PVA膜断面形貌的影响

4.3.4不同制备工艺条件对淀粉/PVA膜孔隙率和吸水性的影响

4.3.5不同制备工艺条件对淀粉/PVA膜力学性能的影响

4.3.6淀粉/PVA膜的细胞毒性

4.3.7淀粉/PVA膜的细胞粘附性

4.3.8淀粉/PVA膜的降解特性

4.4结论

第五章 淀粉/PVA/HA膜的制备及性能研究

5.1前言

5.2样品的制备

5.3结果与讨论

5.3.1淀粉/PVA/HA复合膜的孔结构

5.3.2淀粉/PVA/HA复合膜的力学性能

5.3.3淀粉/PVA/HA复合膜的孔隙率及吸水率

5.3.4淀粉/PVA/HA复合膜的细胞粘附性

5.4结论

第六章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介

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摘要

淀粉是天然高分子材料,具有良好的生物相容性和生物降解性,但是其力学性能较差;PVA是合成高分子材料,具有良好的力学性能,但是其降解性能较差。本实验结合了天然高分子材料和合成高分子材料的优点制备了淀粉/PVA膜,并首次将其用于引导组织再生技术。本实验采用冷冻干燥的方法制备了具有多孔结构的淀粉/PVA膜,探讨了其制备工艺条件,并对淀粉/PVA膜的表面形貌、断面形貌、力学性能、孔隙率及吸水率、生物相容性和降解性进行了表征,得到如下结论:
   直接采用冷冻干燥的方法,通过调节溶液浓度、预冻温度、原料配比等工艺条件可以制得具有不同孔结构的淀粉/PVA膜,但是采用这种方法制备的膜的厚度很难控制,厚度分布很不均匀。
   将直接冷冻干燥法的制备工艺改成先室温干燥,再用水浸泡后冷冻干燥的制备工艺条件,得到了厚度可控的分布相对均匀的淀粉/PVA膜,膜的厚度控制在0.05-0.1mm。研究了溶液浓度、预冻温度、原料配比对淀粉/PVA膜表面形貌、断面形貌、力学性能、孔隙率、吸水率、生物相容性和体外降解性等相关性能的影响。淀粉/PVA膜表面的孔径为1-50μm,膜的内部形成了相互贯通的孔结构,力学强度达到12-26MPa,孔隙率为60%-70%,吸水率在250%以上,无细胞毒性,L929细胞和MC3T3细胞都能在材料的表面粘附、生长和分化,并且在一个月内的质量损失达到14%-28%。
   改进了制备工艺后,在淀粉和PVA的混合体系中加入具有良好生物相容性和生物活性的HA制备了淀粉/PVA/HA膜,并研究了淀粉/PVA/HA膜的表面形貌、断面形貌、力学性能和生物相容性。结果表明:加入HA后,膜表面的孔径都小于1μm,内部能形成相互贯通的孔结构,能提高其生物相容性,能明显改善淀粉/PVA膜在干燥状态下的力学性能,但对浸水后的淀粉/PVA膜的力学性能改善不明显。

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