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聚己内酯材料(PCL)易于加工且本身具有一定强度和韧性,可水解、可生物吸收、生物相容性好。在降解性能方面,聚己内酯前期降解依赖酯键的水解,但是降解速度缓慢,且难以满足组织工程材料对降解过程中失重、分子量降低和机械性能损失的协同演变要求。针对上述问题,本文选用聚己内酯作为基材,提出了在其主链内嵌入芳环、三维支化多酚结构基元的新型材料制备方法,并研究多功能聚己内酯材料微区结构与宏观性能的构效关系。
基于优化半结晶聚己内酯微区结构来调节材料的机械性能和降解性能的研究思路,通过温和的胺解缩聚在聚己内酯链中引入芳环片段。考察了嵌入芳环后材料的动态组装行为和结晶域特征并与体外降解性能、机械性能和生物相容性相关联。结果表明,芳环改性的聚己内酯会形成低取向结晶域且结晶域尺寸明显缩小。改性后,材料的降解速度加快,力学性能也得到改善,尤其是弹性模量和拉伸强度显著提高。材料保持了良好的生物相容性,具有潜在的心血管支架应用前景,特别是,嵌入芳环的聚己内酯膜在降解开始时分子量逐渐降低,而机械性能和质量可以在90天内保持稳定。
单宁酸(TA)是一种天然植物多酚类化合物,具有抗菌、抗氧化、抗炎、抗癌等功效,其所含酚羟基结构在碱性条件下容易形成脱质子态,导致单宁酸的氧化或降解。基于上述特征,提出了一种针对可降解植入材料的新型反向pH刺激响应策略。合成的单宁酸-聚己内酯材料在pH值为7.4的缓冲溶液中显示出加速降解的行为并带有明显的表面侵蚀,而在各种弱酸环境中保持稳定的质量和机械性能,实现通过单宁酸对不同环境的灵敏响应,特异性的控制聚合物降解。此外,该复合材料还具有良好的药物控释和抗菌性能,在组织工程和智能医疗设备方面具有巨大的应用潜力。
基于仿结缔组织材料的柔性和韧性的设计思路,采用单宁酸与1,4-丁二醇为混合扩链剂,与聚己内酯聚合形成了具有层级交联结构的新型高分子复合材料,该材料同时具有微相分离结构、物理交联和化学交联特性。优选出的复合材料P(CL-TA1/BDO1)表现出类似结缔组织的特性、初始模量小于0.5MPa而韧性达到61.2MJ·m-3,并且显示出独特的粘结性能和形状记忆行为。另外,用P(CL-TA1/BDO1)材料制备了柔性致动器,显示出电刺激下的形状转变行为。
基于优化半结晶聚己内酯微区结构来调节材料的机械性能和降解性能的研究思路,通过温和的胺解缩聚在聚己内酯链中引入芳环片段。考察了嵌入芳环后材料的动态组装行为和结晶域特征并与体外降解性能、机械性能和生物相容性相关联。结果表明,芳环改性的聚己内酯会形成低取向结晶域且结晶域尺寸明显缩小。改性后,材料的降解速度加快,力学性能也得到改善,尤其是弹性模量和拉伸强度显著提高。材料保持了良好的生物相容性,具有潜在的心血管支架应用前景,特别是,嵌入芳环的聚己内酯膜在降解开始时分子量逐渐降低,而机械性能和质量可以在90天内保持稳定。
单宁酸(TA)是一种天然植物多酚类化合物,具有抗菌、抗氧化、抗炎、抗癌等功效,其所含酚羟基结构在碱性条件下容易形成脱质子态,导致单宁酸的氧化或降解。基于上述特征,提出了一种针对可降解植入材料的新型反向pH刺激响应策略。合成的单宁酸-聚己内酯材料在pH值为7.4的缓冲溶液中显示出加速降解的行为并带有明显的表面侵蚀,而在各种弱酸环境中保持稳定的质量和机械性能,实现通过单宁酸对不同环境的灵敏响应,特异性的控制聚合物降解。此外,该复合材料还具有良好的药物控释和抗菌性能,在组织工程和智能医疗设备方面具有巨大的应用潜力。
基于仿结缔组织材料的柔性和韧性的设计思路,采用单宁酸与1,4-丁二醇为混合扩链剂,与聚己内酯聚合形成了具有层级交联结构的新型高分子复合材料,该材料同时具有微相分离结构、物理交联和化学交联特性。优选出的复合材料P(CL-TA1/BDO1)表现出类似结缔组织的特性、初始模量小于0.5MPa而韧性达到61.2MJ·m-3,并且显示出独特的粘结性能和形状记忆行为。另外,用P(CL-TA1/BDO1)材料制备了柔性致动器,显示出电刺激下的形状转变行为。