高弹性高韧性水凝胶人工关节软骨材料的制备及性能研究
毕业论文关键词 关节软骨 PVA PAAm 双网络水凝胶
Title The Preparation and properties of a highly elasticity and toughness hydrogel for articular cartilage repair
Abstract Articular cartilage is easy to be damaged, and its capability of self-recovery is very limited. It is believed to be a very promising method for utilizing artificial materials to repair damaged cartilage. Hydrogels have been widely studied as artificial cartilage repair materials, most of which cannot meet the requirements of natural cartilage. In this work, PVA/PAAm double network hydrogels were fabricated by two different methods. The first one, AAm was polymerized by UV irradiation in the PVA aqueous solution, and then the freezing-thawing method was used to prepare the PVA/PAAm double network hydrogels. The other method was opposite, PVA hydrogel was prepared by a freezing-thawing method, and then AAm was polymerized by UV irradiation in the PVA hydrogel. SEM, FTIR, and XRD were used to characterize the PVA/PAAm double network hydrogels fabricated by different methods, and the equilibrium water content was measured. Keywords： articular cartilage; PVA; PAAm; double network hydrogel;
目 次
1 绪论 .. 1
1.1 研究背景及选题意义 . 1
1.2 关节软骨的结构、损伤与修复 .. 1
1.3 关节软骨的力学性能 . 4
1.4 水凝胶的发展 . 6
1.5 PVA/PAAm水凝胶.. 8
2 实验过程 10
2.1 试验设备和药品 . 10
2.2 PVA/PAAm水凝胶的制备. 10
2.3 微观形貌观察 11
2.4 平衡含水量测定 . 13
3 结果与讨论 . 14
3.1 PVA/PAAm水凝胶的制备. 14
3.2 微观形貌分析 15
3.3 平衡含水量测定 . 17
结 论 . 19
致 谢 . 20
参考文献 .. 21
1 绪论 1.1 研究背景及选题意义 天然关节软骨是一种多微孔、富含水分的可渗透材料，其含水量占总重量的80%左右。材料受压时，水可以通过孔隙渗出关节软骨表面，既能缓冲压力，又能润滑关节面。成熟的关节软骨无血液供应和神经支配，正常的关节软骨具有的自我修复能力是有限的，在创伤和炎症等病因的影响下，损伤常常会引起关节功能障碍，继而发生骨关节炎[1]。 人工材料修复受损软骨， 实现与周围机体组织的完好整合， 阻止软骨进一步退化，被认为是很有发展潜力的一种软骨修复手段[2]。 水凝胶作为人工软骨修复材料已经得到了广泛的研究，常被用作组织工程支架材料，给药的工具，光学和应用流体学的制动器，以及作为细胞外基质生物研究模型。然而,水凝胶的力学性能严重限制了其应用范围。尽管水凝胶可能在某些力学指标方面表现很好，如高强度，高韧性等，综合起来看，大多数水凝胶的力学性能达不到自然软骨的要求。大量的研究致力于改善水凝胶的力学性能，本课题拟采用以PVA凝胶为第一网络， PAAm为第二网络，采用紫外光辐照和冷冻解冻相结合的方法制备出具有高强度和高韧性的 PVA/PAAm 双网络水凝胶，用SEM、FTIR、XRD等方法进行表征，并研究其平衡含水量。