PVA水凝胶制备,改性及在生物医学工程中的研究进展

聚乙烯醇(PVA)水凝胶由于良好的理化和生物性能,在近几十年里得到极大的发展。就PVA水凝胶的制备、改性、及应用进行介绍。其中重点综述水凝胶的"反复冷冻解冻"法的制备,与生物大分子明胶的共混改性,和在生物医学工程方面的研究应用。     

聚乙烯醇导电水凝胶增强剂的研究进展

聚乙烯醇是一种应用极为广泛的水溶性材料，能过通过交联形成水凝胶。聚乙烯醇导电水凝胶具有良好的亲水性、生物可降解性、生物相容性、高结晶性和与纳米纤维素混合的可行性。聚乙烯醇导电水凝胶同时也具有较好的导电性，使得其在生物医学、柔性传感等领域具有广泛的应用前景。综述了聚乙烯醇导电水凝胶在柔性传感领域的最新发展，重点了介绍了导电填料和增强剂，包括聚合物多交联、纳米复合材料、甘油及乙二醇。进一步介绍了此类水凝胶的力学性能和电性能。最后，讨论了聚乙烯醇水凝胶在柔性传感领域面临的挑战和未来展望。     

PVA接枝聚合物的研究进展

聚乙烯醇(PVA)是一种常用的生物相容性材料,但熔点高、加工性能差等,对聚乙烯醇进行改性已成为当前的研究热点.综述了近几年聚乙烯醇接枝聚合物的研究进展.详细介绍了各类聚乙烯醇接枝聚合物的制备方法和用途.分析了改性后的接枝聚合物相对于原来材料的优越性,并展望了聚乙烯醇接枝聚合物的发展前景.     

合成水凝胶材料在组织工程中的应用

水凝胶材料因其高保湿、高吸水等特点,在组织工程、生物医药等领域具有广阔的现实意义和应用前景,特别是作为药物缓释剂、组织填充剂、酶的包埋剂、人造皮肤等方面。按原料来源分,水凝胶材料可分为天然水凝胶材料和合成水凝胶材料。尽管天然水凝胶材料的生物相容性、生物降解性优于合成水凝胶材料,但合成水凝胶材料具有相对较高的机械性能,备受研究者青睐。近年来,如何将两种类型的水凝胶材料的优点结合在一起应用成为研究热点。大量关于水凝胶材料的改性研究相继开展,并取得了一定进展。主要概述了以聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺为基础合成的水凝胶材料的研究及发展状况,并对几种水凝胶材料进行了初步生物学评价,探讨了此类水凝胶在组织工程中的应用。     

无机杂化水凝胶的研究进展

无机杂化水凝胶由于具有许多独特的性能而得到广泛应用。但由于传统水凝胶在力学性能、热性能、响应速率和生物相容性等方面存在缺陷,限制了其作为新材料的应用。使用无机纳米粒子等对水凝胶进行复合改性已成为近年来水凝胶研究领域的热点课题之一。文中综述了2010年至2015年初无机杂化水凝胶的研究进展,从材料的制备、性能和潜在的应用进行了阐述,并对其未来发展给予了展望。     

有机复合水凝胶的研究进展

有机复合水凝胶由于具有许多独特的性能而得到广泛应用。但由于传统水凝胶在力学性能、热性能、响应速率和生物相容性等方面存在缺陷,限制了它作为新材料的应用前景。使用有机分子对水凝胶进行复合改性已成为近年来水凝胶研究领域的热点课题之一。本文综述了近年来有机复合水凝胶的研究进展,从材料的制备、性能和潜在的应用领域进行了阐述,并对其未来发展进行了展望。     

角膜接触透镜材料的研究进展

综述了接触透镜材料的研究进展,接触透镜从材料方面主要分为硬镜和软镜;介绍了各种透镜材料的成分、性能,并对其优缺点进行评定.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是最初的接触透镜材料,随后研制出透气性硬镜材料(RGP)以保持佩戴角膜健康.为改善佩戴舒适性,广泛研究水凝胶类软接触透镜材料,主要有聚甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯醇(PVA)等材料;为提高软镜的透氧性等性能,目前研究的热点是高透氧性软接触透镜材料,主要以有机硅、有机氟等大分子单体合成水凝胶材料,以及生物改性的软镜材料.     

水溶性聚乙烯醇薄膜的研究进展

水溶性聚乙烯醇薄膜是一种新型绿色包装材料,它在水溶性、阻隔性和环保性等方面的独特优点使其成为目前国内外包装业的研究热点.介绍了水溶性聚乙烯醇薄膜的主要成分和生产工艺,提出了由于大量分子内和分子间氢键导致聚乙烯醇薄膜的水溶性和热塑性问题,进而阐述了对聚乙烯醇薄膜水溶性和热塑性的改性技术,最后概述了聚乙烯醇薄膜的国内外研究进展,并展望了其广阔的应用前景.     

纳米纤维素/生物塑料界面改性方法及其研究进展

纳米纤维素与生物塑料的界面相容性是影响复合材料性能的重要因素,因此,改善两者界面相容性也逐渐成为当前研究的热点。根据近年来其发展历程,综述了生物塑料和纳米纤维素的改性方法,详细介绍了纳米纤维素与聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯等生物可降解生物塑料复合材料的界面改性研究进展,并对纳米纤维素/生物塑料复合材料的发展进行了展望。     

PVA在缓释材料中的研究及应用

主要介绍了膜剂、水凝胶载药、包裹膜缓释等体系中,聚乙烯醇(PVA)医用、农用缓释材料的制备及应用原理,综述了各类PVA缓释材料在生物医学工程、农业生产等领域应用的研究进展.PVA材料所具有的亲水性、反应性、环保性、生物相容性等特点将赋予其广泛的医药及农业应用前景.     

磺胺嘧啶银/聚乙烯醇水凝胶复合材料的制备及性能表征

采用e-Beam电子辐射和冻融循环相结合的方法制备了磺胺嘧啶银(SD-Ag)/聚乙烯醇(PVA)水凝胶。研究了制备工艺对PVA水凝胶的性能的影响。通过拉伸性能测试、吸水率检测、SEM和FT-IR等表征,考察了PVA浓度(占总质量5%~15%)、冻融与辐射处理等对PVA水凝胶拉伸强度、断裂伸长率、吸水性、凝胶含量和微观结构等的影响。结果表明:随着PVA浓度增大,PVA水凝胶的拉伸强度提高。当PVA浓度为15%、辐射剂量为25kGy时,单独辐射、辐射后冻融及冻融后辐射三种工艺制备的PVA水凝胶拉伸强度分别为0.023 MPa、0.048MPa、0.028MPa,吸水率分别为为95%、45%、63%,说明经冻融处理的水凝胶力学强度提高,吸水率有所下降。然后,选择适当的制备工艺并在PVA水凝胶中加入SD-Ag,考察了SD-Ag/PVA水凝胶的抑菌性能,抑菌活性测试结果显示,随着SD-Ag含量的增加,SD-Ag/PVA水凝胶的抑菌效果增强,而且其对革兰式阴性菌(大肠杆菌)的抑菌效果优于其对革兰式阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抑菌效果。     

纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇复合人工角膜材料

用纳米HA 与聚乙烯醇(PVA) 制备了一种新型人工角膜, 光学中心采用柔韧透明的PVA 水凝胶, 周边支架采用纳米HA 与PVA 复合的多孔水凝胶, 该设计有利于提高人工角膜支架与宿主角膜组织的生物性结合, 同时从工艺上解决了光学中心与周边支架的结合问题。研究结果表明, 复合材料中纳米HA 与PVA 具有相互作用;纳米HA 在复合材料中均匀分散;多孔复合水凝胶具有良好的显微结构。用光学显微镜对该人工角膜光学中心和支架结合部观察, 表明二者通过互穿网络结构形成了紧密结合。动物实验术后进行裂隙灯和组织学观察表明该复合人工角膜的生物相容性好, 人工角膜支架与宿主角膜组织可生物性愈合, 该人工角膜具有很好的临床应用前景。     

多孔PVA/CNFs复合水凝胶的制备与性能

目的研究聚乙二醇(PEG)的加入对复合凝胶微观结构、溶胀性能和热稳定性的影响,扩大复合凝胶在包装领域的应用。方法以PEG为致孔剂,纳米纤维素(CNFs)为增强相,利用物理交联法制备出多孔聚乙烯醇/纳米纤维素复合水凝胶。结果 PEG作为致孔剂时可制得网络互穿结构的多孔水凝胶,复合凝胶的溶胀度可达到1000,相比于纯PVA水凝胶有极大的提高,同时加入CNFs的聚乙烯醇凝胶与纯的聚乙烯醇凝胶相比具有更好的热稳定性。结论这种有着高溶胀性和良好热稳定性的多孔复合凝胶可用于包装产品的保鲜与物流防护。     

3D成型SiO_2/PVA水凝胶支架的摩擦行为

利用3D成型技术,通过先成型后冷冻交联2步法制备不同孔隙率的SiO_2/聚乙烯醇(PVA)水凝胶支架,研究了SiO_2/PVA水凝胶支架的重复摩擦行为,分析了SiO_2/PVA水凝胶支架的摩擦原理。结果表明:SiO_2/PVA水凝胶支架能够保持三维贯通的立体结构,最大孔隙率可达42.3%。低摩擦速率(10-6~10-3 m/s)下,SiO_2/PVA水凝胶支架摩擦力稍高于块体SiO_2/PVA水凝胶,且随孔隙率的提高而稍有降低;而高摩擦速率(10-2~1m/s)下,SiO_2/PVA水凝胶支架和块体SiO_2/PVA水凝胶的摩擦力相近,孔隙率对支架摩擦力影响不明显。低正压力载荷(0.3kPa)下,SiO_2/PVA水凝胶支架重复摩擦性优于块体SiO_2/PVA水凝胶,这与支架结构能保持稳定的水润滑层相关。     

Copolymer hydrogel as self-standing electrode for high performance all-hydrogel-state supercapacitor

Journal of Materials Science - Herein, a conducting copolymer hydrogel of poly(aniline-co-pyrrole)/polyvinyl alcohol (PACP/PVA) was prepared by in-situ polymerization of aniline and pyrrole in...     

微晶和氢键双增强水凝胶AG/PVA/CB[7]的制备和性能

以天然高分子琼脂糖(AG)为第一物理交联网络、聚乙烯醇(PVA)为第二物理交联网络、七元瓜环(CB[7])为交联剂,制备了双网络AG/PVA/CB[7]水凝胶。使用SEM、FT-IR和XRD等手段表征AG/PVA/CB[7]水凝胶的形貌、结构以及交联方式,研究了这种水凝胶的力学性能、溶胀性能和宏观自愈性能。结果表明：这种凝胶具有高强度和自愈性,高分子链之间通过氢键和微晶共同交联使其机械性能提高;该凝胶的力学性能随着冷冻-解冻次数的增加而提高,交联剂CB[7]的加入也使其力学性能提高,循环5次后其拉伸强度为0.37 MPa,杨氏模量为 0.23 MPa,平衡溶胀率为140%。     

Physically cross-linked polyvinyl alcohol for the topical delivery of fluconazole

The aim of this study was to develop fluconazole in an ultrapure polyvinyl alcohol (PVA) hydrogel able to deliver the drug in a sustained release pattern for local treatment of skin fungal infections. The topical fluconazole hydrogels were prepared using PVA hydrogels physically cross-linked by freeze-thaw technique. Polyethylene glycol (PEG) was added as a hydrophilic excipient as a release enhancer of fluconazole. The effects of PVA molecular weight, PEG molecular weight, and PEG concentration were studied using a 2 x 4 x 2 factorially designed experiment. The selected fluconazole hydrogel proved to be physically stable over a period of 6 months and to be effective in the topical treatment of cutaneous candidiasis. Therefore, it could be concluded that the formula composed of 10% PVA 205000 and 1.5% PEG 4000 and 2% fluconazole and prepared by three cycles of freezing, and thawing is very promising in the local treatment of skin fungal infection as an alternative to the systemic use of fluconazole.     

水／乙醇溶液在聚乙烯醇聚电解质膜中的吸附特性

将季胺阳离子化聚乙烯醇膜材料和磷酸酯化阴离子聚乙烯醇膜材料按不同摩尔比共混制备了一系列膜,用等温吸附的方法测定了不同浓度的乙烯／水溶液在各种膜中的吸附量及吸附选择性,结果表明,与聚乙烯醇膜相比,水／乙醇在各种聚电解质膜中的吸附量均有不同程度的提高,当两种膜材料以接近1：1的比例共混时,各种浓度的乙醇／水溶液在该膜中的吸附量为最大,水／乙醇的吸附选择性也最大。     

Properties of hydrogels synthesized by freezing and thawing aqueous polyvinyl alcohol solutions and their applications

The hydrogel synthesized by freezing a polyvinyl alcohol (PVA) aqueous solution and thawing it slowly has high water content, excellent mechanical properties of high tensile strength, elongation and good shape recovery by elasticity. The PVA used had a degree of polymerization of 2500 and a degree of saponification of 99.5 mol%. The solution was obtained by dissolving 7.5 g of PVA in 80 g of water, this was frozen at –50°C for 3 h and then warmed up to room temperature over 10h. This freezing–thawing process was repeated once again and a hydrogel was synthesized. The hydrogel had a water content of about 90 wt%. Its tensile strength was 0.6 MPa and the elongation at break was 130%. The shape of the hydrogel which was deformed by an external force recovered in a short time when it was released from the force. This recovery had good persistence and repeatability. Applying these properties a strain sensor and a gas pressure sensor were tested. Furthermore, a PVA hydrogel rod containing polyacrylic acid was used as a bending actuator. This hydrogel had the ability to deform when direct current was applied.     

Facile preparation of low swelling,high strength,self-healing and pH-responsive hydrogels based on the triple-network structure

A polyacrylic acid(PAA)/gelatin(Gela)/polyvinyl alcohol(PVA)hydrogel was prepared by copolymerization,cooling,and freezing/thawing methods.This triplenetwork(TN)structure hydrogel displayed superior mechanical properties,low swelling ratio and self-healing properties,The superior mechanical properties are attributed to the triple helix association of Gela and PVA crystallites by reversible hydrogen bonding.The characterization results indicated that the fracture stress and the strain were 808 kPa and 370% respectively,while the compression strength could reach 4443 kPa and the compressive modulus was up to 39 MPa under the deformation of 90%.The hydrogen bonding in PVA contributed to maintain and improve the self-healing ability of hydrogels.Every type of hydrogels exhibited a higher swelling ratio under alkaline conditions,and the swelling ratios of PAA,PAA/PVA and PAA/Gela hydrogels were 27.71,12.30 and 9.09,respectively.The PAA/Gela/PVA TN hydrogel showed the lowest swelling ratio(6.57)among these hydrogels.These results indicate that the novel TN hydrogels possess good environmental adaptability and have potential applications in the biomedical engineering and sensor field.