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组织工程支架材料三维多孔聚乙烯醇水凝胶的制备
目的:制备组织工程支架材料,使其内部具有三维多孔结构,以种植和培养细胞.方法:利用氯化钠在二甲基亚砜/水溶液中的溶解度很小的特点,在聚乙烯醇的二甲基亚砜/水溶液中加入不同量的氯化钠颗粒,搅拌均匀而后迅速冷冻,待聚乙烯醇的二甲基亚砜/水凝胶形成后,将凝胶置于蒸馏水中1周,从而将该凝胶中的二甲基亚砜置换出并且溶出氯化钠,由此得到具有三维多孔结构的聚乙烯醇水凝胶.结果:①聚乙烯醇水凝胶的力学性能包括断裂强度,断裂伸长率,弹性模量等和制孔前相比基本没有变化,仍然符合作为组织工程支架材料的要求.②干燥速率随着孔隙率的增大先是降低后又上升.③水凝胶内部可以清晰地观察到三维孔隙结构,孔隙的大小符合作为组织工程支架材料的要求.结论:实验经过改进工艺方法,得到了具有三维多孔性的聚乙烯醇复合水凝胶.
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多孔生物陶瓷与PVA水凝胶复合材料的制备与力学性能分析
目的 将多孔生物陶瓷和聚乙烯醇(PVA)水凝胶交联成为一个仿生软骨-硬关节双层结构,并对该结构的微观形貌和力学性能进行分析.方法 以羟基磷灰石(HA)为基体,采用添加碳酸氢铵( NH4HCO3)晶粒造孔的方式制备不同孔隙率的多孔羟基磷灰石生物陶瓷,以聚乙烯醇(PVA)为主要原料,环氧丙烷为交联剂,在多孔生物陶瓷表面及基体内交联制备出PVA水凝胶形成双层结构,对试样的断口形貌进行表征,对试样的拉伸强度和剪切强度等性能进行测试分析.结果 交联的PVA水凝胶可以渗入到生物陶瓷基体表层以下的孔隙中,并且陶瓷基体和PVA水凝胶有很好的结合.随着多孔生物陶瓷孔隙率的增大,试样的大拉伸和剪切负载均增大,平均孔隙率为70％试样的大拉伸和剪切负载分别为153.61N和64.46 N;而相应的拉伸和剪切强度略有下降,平均孔隙率为30％试样对应的大拉伸和剪切强度分别为2.12 Mpa和1.13 Mpa.两者的失效形式均是因为裂纹的扩展,断口的微观形貌表明,断裂面存在明显的裂纹和内部缺陷,同时可观察出裂纹源和扩展方向.结论 考虑到多孔生物陶瓷基体的强度,平均孔隙率为50％的多孔生物陶瓷的渗入效果适中,试样的拉伸强度和剪切强度、多孔生物陶瓷基体的压缩强度也有一定的保证,选择孔隙率为50％的试样较为合适.
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聚乙烯醇(PVA)水凝胶填充兔玻璃体腔的安全性及有效性研究
目的 评价30g·L-1聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)水凝胶在兔玻璃体腔内长期填充的安全性与有效性.方法 将新西兰白兔12只随机分为2组:PVA水凝胶组(PVA组)6只、BSS组6只.2组兔右眼行三通道玻璃体切割术,切除玻璃体后分别填充PVA水凝胶和BSS溶液.术后行裂隙灯、眼底镜、眼压、B超和眼底照相检查;术后90 d、180 d行视网膜电流图(electroretinogram,ERG)检查,同时处死兔并摘出眼球,收集眼内PVA水凝胶后行流变学检查,眼球送病理学检查.结果 至观察终期PVA组与BSS组术眼的角膜、前房等均无明显异常;PVA组有2眼并发白内障、BSS组有1眼并发白内障,2组术眼均未见玻璃体积血、混浊、增殖,视网膜脱离,脉络膜脱离等并发症出现.眼压情况:术前及术后3d、7d、14 d、30 d、60 d、90 d和180 d,两组间各时间点眼压比较差异均无统计学意义(均为P＞0.05).ERG检查提示2组术眼SkotERG和PhotERG的a波、b波峰值与术前相比,差异均无统计学意义(均为P ＞0.05),两组间比较差异亦均无统计学意义(均为P＞0.05).眼球固定切片和HE染色,光镜下显示:2组术眼视网膜全层结构完整,内丛状层和外丛状层连续,内、外核层细胞排列整齐,视网膜全层细胞未见明显炎症、变性、坏死等改变.电镜下观察显示:术后90 d视网膜色素上皮细胞线粒体轻度水肿、结构欠清,周围有PVA高分子物附着;而术后180 d线粒体细胞水肿明显加重、结构更加模糊.PVA水凝胶在术后90 d玻璃体腔内仍填充较饱满,未见明显降解,黏弹性能未见明显改变,而在术后180 d玻璃体腔内的PVA水凝胶水样物增多,出现明显降解,黏弹性能显著降低.结论 30 g·L-1PVA水凝胶在体内有良好的生物相容性和视网膜支撑功能,但长期填充后容易被降解.
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聚乙烯醇基复合水凝胶的力学性能及摩擦系数评价
为了提高聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol, PVA)水凝胶的性能,我们提出了往水凝胶中添加胶原蛋白(Gelatin)和羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HA)的想法.采用反复冷冻-融化法制备了3种不同配比的PVA基复合水凝胶,利用微机控制电子万能试验机和UMT-Ⅱ型摩擦试验机等仪器,测试了相同PVA、HA含量,不同胶原蛋白含量的复合水凝胶的拉伸强度、弹性模量、蠕变量、应力松弛率以及摩擦系数曲线,分析了胶原蛋白和羟基磷灰石对PVA基复合水凝胶性能的影响.试验结果表明,不同含量的胶原蛋白对PVA/HA复合水凝胶的性能有较大影响;随着胶原蛋白含量的增加,PVA/HA复合水凝胶的性能并不严格符合正相关性,一些力学性能则是呈现先升高后降低的趋势;2wt-%胶原蛋白的PVA/HA复合水凝胶具有较好的性能:拉伸强度为5.5 MPa,压缩弹性模量为1.48 MPa,45min的蠕变率为31%,20 min的应力松弛率为40.3%,启动摩擦系数为0.332.
