热熔挤出法制备的双氯芬酸钠固体分散体系的溶出度

选用聚乳酸(PLA)为骨架基体,聚乙二醇(PEG)6000为致孔剂,用热熔挤出技术(HME)制备了难溶性药物双氯芬酸钠(DS)的固体分散物。通过改变PEG6000与DS含量,比较了对DS体外溶出速率的影响。结果发现,DS的溶出速率随着PEG6000与DS含量的增加而增加,且呈现良好的线性关系。当PLA、PEG6000、DS质量分数为67%、30%、3%时,体系18d药物溶出度为76.5%,若将DS质量分数提高到5%或将PEG6000质量分数提高到40%,则体系分别在4d和3d即达到最大溶出度。文中还对体系中DS的分散机制进行了研究,发现DS主要分散于PEG6000中,而PLA作为骨架材料有效稀释了药物浓度,并延长了药物的释放时间。     

热熔法制备聚己内酯基温敏性药物释放体系及其释药性能

以聚己内酯(PCL)和甘油三月桂酸酯(C12)为基体,双氯芬酸钠(DS)为模型药物,熔融共混制备了一种温敏性药物释放体系。通过差示扫描量热分析和扫描电子显微镜对共混物形态结构进行了表征,采用亲水接触角探讨了C12的加入对材料亲水性的影响。结果表明,C12的加入能在37℃条件下有效减缓药物突释,而在45℃时,由于C12熔点较低会发生相变,使体系得以迅速释放药物,具有良好的高温响应释药性能。通过不同温度的拉伸性能测试可知,在加入C12后,共混物仍能在不同温度下保持一定的力学强度。     

PP/ PA6原位成纤复合材料I. 形态与力学性能

不相容的通用热塑性塑料聚丙烯(PP) 和尼龙6 (PA 6) 共熔挤出, 当PA 6为分散相时, 得到了PA 6纤维分散于PP 基体中的原位复合材料。在PP 和PA 6的熔点之间成型, 可以保持住纤维的形态。材料的拉伸强度下降, 但冲击强度得到大幅度提高。     

药物洗脱支架可降解涂层的研究与制备

为研究制备方法对药物涂层的影响,分别采用超声喷涂法和喷墨打印法在药物洗脱支架表面制备以聚乳酸(PLA)为缓释物的雷帕霉素载药涂层。首先通过对PLA进行凝胶渗透色谱实验、差示扫描量热实验和拉伸试验,说明其物理化学性质能够用做药物支架的涂层材料。傅立叶红外光谱(FT-IR)结果显示药物雷帕霉素有效分布在聚合物PLA中。然后将两种方式制得的支架在扫描电子显微镜(SEM)下观察涂层的形貌;再利用球囊扩张法分析涂层与支架基体之间的结合力;最后在PBS(pH值=7.4)介质中模拟体液测试两种支架的药物释放动力学曲线。结果表明,两种方法制备的药物涂层在表面形貌、与支架基体之间的结合力方面均存在差异,药物释放曲线表明喷墨打印法制得的药物洗脱支架的整体释放趋势更为平缓。     

改性纳米二氧化硅/聚己内酯/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)的结构与性能研究

利用异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂改性纳米二氧化硅,采用熔融共混挤出法制备聚己内酯(PCL)/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P(3HB-co-4HB))/改性纳米二氧化硅(nano-SiO2)复合降解材料;利用红外光谱(FIIR)、万能拉力机、扫描电镜(SEM)、动态力学分析仪(DMA)等研究了改性nano-SiO2对复合材料的表面结构、力学性能等性能的影响。结果表明:改性nano-SiO2含量为4%时,复合降解材料的力学性能有明显的改善;少量添加的改性nano-SiO2可以均匀分散在PCL/P(3HB-co-4HB)基体树脂中,但当加入量过大时,容易发生团聚现象。     

PP/PA6原位成纤复合材料 I.形态与力学性能

不相容的通用热塑性塑料聚丙烯（ＰＰ）和尼龙６（ＰＡ６）共熔挤出，当ＰＡ６为分散相时，得到了ＰＡ６纤维分散于ＰＰ基体中的原位复合材料。在ＰＰ和ＰＡ６的熔点之间成型，可以保持住纤维的形态。材料的拉伸强度下降，但冲击强度得到大幅度提高。     

载替考拉宁治疗骨髓炎症的硼酸盐生物玻璃药物载体的研究

本实验制备了用于治疗骨髓炎的以硼酸盐生物活性玻璃为基体负载抗菌素的药物载体系统.此药物载体系统的固相为硼酸盐生物玻璃,其组成为6Na2O-8K2O-8MgO-22CaO-54B2O3-2P2O5(mol%);液相为壳聚糖/柠檬酸/葡萄糖溶液;所载药物为水溶性药物-替考拉宁.在体外的磷酸盐缓冲溶液(PBS)的浸泡实验中,对载体系统中的药物释放、机械性能以及玻璃基体的生物降解性进行了测试,通过高效液相色谱仪测定浸泡溶液中替考拉宁的含量.实验表明,这种硼酸盐生物活性玻璃基药物载体系统中的药物缓释可持续30d;其中,在缓释的第一周内药物缓释量仅达到72%.通过Peppas模型对药物缓释行为进行模拟,证明药物的释放过程符合F ick扩散定律.实验结果还表明,经XRD物相分析证实,这种硼酸盐生物玻璃基体在药物释放的过程中转化为羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA),显示出药物载体系统的体外生物活性.在以兔子为动物模型的体内实验中,药物载体系统治愈了兔子胫骨中的骨髓炎,而且又促进骨创伤处新骨的生成.实验证明,硼酸盐生物活性玻璃是一种既能负载抗菌素药物治疗骨髓炎,又能促进骨修复的优良的生物材料.     

纳米SiO2改性竹纤维/乙烯基树脂复合材料界面相容性

以乙烯基树脂(VE)为基体,竹纤维(BF)为增强材料,通过偶联剂KH602对纳米SiO₂进行改性处理,并利用改性后纳米SiO₂分别对竹纤维和树脂进行改性处理,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)制备了BF/VE复合材料。采用FTIR、SEM对改性后纤维和树脂的表面物理化学状态进行表征,结果表明:改性纳米SiO₂成功化学接枝到竹纤维表面且分散到树脂基体中,改性纳米SiO₂在BF1/VE0.5 (用1.0wt%改性纳米SiO₂改性纤维和0.5wt%改性纳米SiO₂改性树脂)复合材料中分散更为均匀;采用力学试验机和SEM对复合材料力学、断口和表面形貌进行分析,考察改性纳米SiO₂的添加量对BF/VE复合材料力学性能、界面性能的影响。结果表明:BF1/VE0.5复合材料的拉伸、弯曲及冲击强度分别达到最大值49.0 MPa、70.6 MPa和150.4 J/m,与未处理的复合材料相比分别提高了18.9%、26.1%、70.7%。此外,还初步探讨了改性纳米SiO₂的界面增强机制。      

聚己内酯平衡熔点的研究

利用示差扫描量热仪(DSC)研究了3种不同分子量的聚己内酯(PCL)在-20～50℃等温结晶所得晶体在不同升温速率下的熔融现象.分别讨论了PCL晶体熔点(Τm)的等温结晶温度(Τc)依赖性和升温速率依赖性,根据Τm与升温速率的关系外推得到不同Τc时形成的晶体在零升温速率下的Τm.通过Τm随Τc变化的趋势确定出PCL结晶的高温区,根据Hoffoman-Weeks方法外推得3种分子量的伸展链片晶的平衡熔点(Tm0(MW).通过PCL晶体结构参数和分子量可估算得到3种分子量的PCL伸展链片晶的厚度(lex),以1/lex与Τm0(MW)作图,可外推得PCL的平衡熔点(Τm0(∞)).利用小角X射线散射(SAXS)测定了不同Τc时形成的PCL晶体的长周期,根据广角衍射信息计算得到其体积结晶度(νc),而后分别求出不同Τc时的晶区厚度(Lc),通过Gibbs-Thomson关系式对1/Lc与Τm作图,外推至1.Lc=O,即求得PCL的平衡熔点(Τm0(∞)).用上述2种方法求得的Tm0(∞))相当接近,均为74℃左右.     

共混方式对PP／UHMWPE合金的力学性能的形态结构的影响

采用四螺杆挤出机和双螺杆挤出机将ＰＰ和ＵＨＭＷＰＥ挤出共混制成ＰＰ／ＵＨＭＷＰＥ合金,并测试其力学性能,用ＳＥＭ和ＤＳＣ对两种共混方式所制备的合金的亚微形态和热性能进行了考察。发现四螺杆挤出机能将ＵＨＭＷＰＥ均匀地分散在ＰＰ基体中,使合金的缺口冲击强度和其它力学性能得到显著的提高,其冲击样条断裂面上呈现细点状结构;同时在合金中,ＵＨＭＷＰＥ与ＰＰ形成共晶结构,并导致ＵＨＭＷＰＥ熔点下降;表明ＵＨＭＷＰＥ以准分子水平分散在ＰＰ基体中,形成“线性互穿网络”结构。而双螺杆挤出机对ＰＰ／ＵＨＭＷＰＥ合金的共混效果却不佳,所制备的合金的力学性能不能得到有效的提高,冲击样条断口呈现典型的脆性断裂行为;合金中也不存在共晶结构。证明对于ＰＰ／ＵＨＭＷＰＥ合金,四螺杆挤出机比双螺杆挤出机具有更好的共混效果。     

壳聚糖/聚己内酯-聚乳酸多孔支架制备和表征

为调控骨组织工程支架的力学性能和降解性能,采用相分离方法,以冰醋酸-水为共溶剂配制聚合物溶液,以NaOH溶液为凝固剂,以CS为添加剂制备壳聚糖(CS)/聚己内酯(PCL)-聚乳酸(PLA)三维多孔支架,研究了聚合物质量比对支架结构、形貌、孔隙率、力学性能和降解性能的影响。实验结果表明,CS和基体存在相互作用,CS有利于形成三维相互贯通的微孔结构,但CS的存在会使基体中各组分的熔点降低。随着PCL和PLA用量比例的改变,孔径范围和微孔形貌发生了一系列的变化。当PCL∶PLA为2∶4和3∶3时,所制备的支架孔隙率均大于90%,当进一步增大PCL质量比时,孔隙率迅速下降。抗压测试表明,所制备的支架弹性模量为0.8～8.0 MPa。降解性能分析表明,4周以后,当PCL∶PLA为3∶3时,质量损失率最大,达到5.94%。该分析表明采用相分离法,通过调节PCL和PLA的质量比可制备形貌、孔隙率、降解速率和力学性能满足要求的三维多孔支架材料,有望应用在软骨组织工程上。     

线型-超支化结构两亲性嵌段聚合物mPEG-b-hPCL的合成、表征、自组装行为及体外释药行为的研究

通过开环聚合、酯化反应等方法制备聚乙二醇-聚己内酯(PEG-b-hPCL)线性-超支化嵌段共聚物,利用核磁(1 H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等表征。DSC结果表明超支化PCL的熔程较长;测定临界胶束浓度(CMC),发现随着聚合物中PCL含量增加,胶束CMC下降;在水、甲醇中自组装,发现水中聚集体粒径为300nm左右,大于甲醇中的聚集体;通过透射电镜(TEM)发现水相聚集体为胶束,甲醇相聚集体为纳米颗粒。以吲哚美辛为药物,研究PEG-b-hPCL胶束的载药能力,其载药量在15%左右,包封率在33%左右,36h后累积释放量有所不同,较高PCL含量的胶束的药物释放量较少。     

尿素对聚己内酯二醇结晶性能的影响研究

通过添加小分子尿素制备了聚己内酯(PCL)/尿素复合物,以期改变PCL的结晶性能。利用显微熔点、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)等手段研究了PCL/尿素复合物的熔程、结晶度、结晶形态以及结晶过程,通过傅里叶变换红外光谱仪分析了PCL/尿素复合物的结构。结果表明:PCL及其复合物的结晶形态均为球晶,复合物球晶的密集程度较纯PCL明显增加,随着尿素含量增加,球晶尺寸变小;PCL/尿素复合物的结晶度相比纯PCL略有降低;尿素的加入使PCL熔程变窄。这是由于尿素与PCL间产生了氢键,并起到了成核剂的作用。     

玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料复合机制

用三种硅烷偶联剂KH550、KH560和KH570分别处理玄武岩纤维(BF), 以未经偶联剂处理的BF为对照组。X射线电子能谱(XPS)分析三种偶联剂对BF的改性, 发现BF表面的Si元素与偶联剂中的Si元素形成了Si—O—Si键, 其含量顺序为KH550>KH570>KH560。测定了不同方法处理后的BF增强环氧树脂(BF/EP)复合材料水浴前后的弯曲性能和层间剪切强度(ILSS), 同时用SEM观察了BF/EP水浴前后的断裂面微观形貌, 结果发现水浴前三种偶联剂处理BF后都能提高BF/EP的界面粘结性能, 提高效果为KH550>KH560>KH570, 试样破坏时界面无脱粘, 主要发生的是基体破坏, 界面力学性能优于基体力学性能; 水浴处理后, 不同BF/EP的力学性能下降程度不同, 耐水性较差, 试样断裂面呈脆性断裂, 界面脱粘, 部分纤维被拔出后在基体中留下空洞。      

热塑性聚氨酯/聚己内酯共混物的形状记忆和力学性能

利用简单的熔融共混制备得到不同组分比的热塑性聚氨酯(TPU)/聚己内酯(PCL)共混体系,研究了两相组分比的变化对共混材料相形态、形状记忆性能和力学性能的影响。偏光显微镜观察发现,随着结晶相PCL含量的增加,其逐渐从分散相过渡至连续相再发展为基体相。热性能测试结果表明TPU的加入对PCL的熔融行为影响甚微,整个共混体系基本表现出与PCL一致的熔点。形状记忆性能测试发现共混材料的形状记忆性能表现出明显的组分依赖性,并在组分比为50%/50%性能达到最优(R_r=91%,R_f=96%)。而力学测试结果表明,PCL的加入既不会显著劣化TPU原有的拉伸强度,还能进一步提高其断裂伸长率。     

一种组织工程材料的制备及性能表征EI北大核心

以异氰酸酯(MDI)作为相容剂,采用共混挤出技术制备不同百分含量的聚己内酯(PCL)与淀粉的共混产物(SPCL)作为研究对象,对材料的力学性能、组成、微观结构、结晶性质和热性能进行表征,重点考察了材料的亲水性能和降解性能。结果表明,MDI明显改善了淀粉和PCL两相的相容性,淀粉的存在增加了SPCL羟基基团的数量,降低了材料的力学性能,同时抑制了PCL的结晶,降低了材料的熔点,提高了材料亲水性能,加快了材料在Hank′s平衡盐溶液(HBSS)中的降解速度。表明SPCL是一种有广泛应用前景的组织工程植入修复材料。     

一种组织工程材料的制备及性能表征

以异氰酸酯(MDI)作为相容剂,采用共混挤出技术制备不同百分含量的聚己内酯(PCL)与淀粉的共混产物(SPCL)作为研究对象,对材料的力学性能、组成、微观结构、结晶性质和热性能进行表征,重点考察了材料的亲水性能和降解性能。结果表明,MDI明显改善了淀粉和PCL两相的相容性,淀粉的存在增加了SPCL羟基基团的数量,降低了材料的力学性能,同时抑制了PCL的结晶,降低了材料的熔点,提高了材料亲水性能,加快了材料在Hank′s平衡盐溶液(HBSS)中的降解速度。表明SPCL是一种有广泛应用前景的组织工程植入修复材料。     

磷酸钙相组成对类骨单位复合骨支架的影响

从组成上看, 自然骨是一种无机与有机的复合材料; 从结构上看, 致密骨的基本结构单位为内壁血管化的骨单位。本研究基于组成与结构仿生的原理制备组织工程化支架, 模拟具有复杂结构的密质骨的基本单位——骨单位。为此, 通过静电纺丝和双螺杆挤出相结合的两步制造法, 制备一种具有双层结构的聚己内酯/磷酸钙(PCL/CaP)复合骨支架, 其内层是由电纺纳米纤维组成的空心管, 可贴附内皮细胞层形成与哈佛氏管相类似的结构; 其外层是具有高孔隙率的螺旋状PCL/CaP微丝, 可复合前成骨细胞以模拟骨单位结构中的外层骨样组织。为进一步探索材料组成对于支架生物功能的影响, 分别设计了外层为PCL, PCL/双相磷酸钙(PCL/BCP)和PCL/β-磷酸三钙(PCL/β-TCP)的复合支架, 比较了材料组分变化对外层微丝结构及前成骨细胞(MC3T3-E1)活性的影响。相比于PCL和PCL/β-TCP, PCL/BCP微丝更能显著增强细胞的生长和钙的沉积, 并成功获得可精确调控不同细胞的空间分布的双层复合支架, 实现对复杂结构骨单位的模拟构建, 显示出很好的应用前景。     

PEG大分子硅氧烷制备药物缓释杂化纳米纤维膜

采用Jones试剂对聚乙二醇(PEG)进行修饰并合成端基为-Si(OEt)3的PEG大分子硅氧烷,将其与TiO2溶胶进行共水解缩合,制得PEG/SiO2-TiO2杂化纺丝液。在杂化纺丝液中加入头孢唑啉钠,经静电纺丝法制备载药杂化纳米纤维膜。对杂化电纺纤维膜的结构与形态进行了表征,并研究了其药物释放性能。红外光谱(FT-IR)研究了PEG大分子硅氧烷合成机理和产物结构;扫描电镜(SEM)照片显示,纳米纤维的平均直径约为115 nm,载药纳米纤维平均直径约为130 nm;紫外可见光(UV-Vis)光谱分析表明,载药纤维的初期释放速度较快,随时间推移释放速率逐渐降低,具有良好的药物缓释性能。     

低密度聚乙烯/蒙脱土复合材料的制备及隔声性能

以有机改性蒙脱土(OMMT)作为纳米隔声填料,分别通过熔融共混法和溶液共混法制备了LDPE/OMMT复合材料,研究了蒙脱土含量和制备方法对复合材料的隔声性能的影响。采用多级拉伸共挤出装置改善蒙脱土在基体中的分散,研究不同力场大小作用下蒙脱土分散形态及复合材料的隔声性能。结果表明,少量蒙脱土的加入可以大幅度改善LDPE的隔声性能,但是随着蒙脱土含量的增加,蒙脱土团聚严重,复合材料的隔声性能变差,与熔融共混相比,由于溶液共混法更能使蒙脱土在基体中分散,制备的复合材料的隔声性能更好。随着分割叠加单元个数的增加,蒙脱土在LDPE基体中分散改善,当分割-变形-叠加单元(LME)个数达到8个时,蒙脱土纳米级分散在基体中,复合材料的隔声性能最佳。