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现在广泛使用的含铜宫内节育器(Cu-IUDs),存在暴释现象、金属铜与子宫内膜直接接触和金属铜的有效利用率不高等缺陷。目前,IUD材料的最新发展,是采用含纳米铜的纳米复合材料,利用纳米铜的纳米效应,提高铜的有效利用率,同时采用聚合物包埋纳米铜粉,通过调节聚合物的结构性能达到“控释”的目的。
本论文研制了一种新型的IUD材料,以高温硫化乙烯基硅橡胶为基体材料,自制的纳米铜颗粒为活性填料,采用机械混炼法制备硅橡胶/纳米铜复合材料,通过对组织结构的研究和材料亲水性的改善,使Cu2+在体内平稳控制释放。
首先采用液相还原法成功制备了纳米铜粉。制备出来的颗粒绝大部分是Cu,平均粒径约为80nm。制备纳米铜粉的适宜条件为Cu2+的初始浓度为0.25mol/L,KBH4与Cu2+的摩尔比为2:1。
通过机械混炼法成功制备了硅橡胶/纳米铜(SiR/nano-Cu)复合材料,并对其进行了结构与性能研究。结果表明,SiR/nano-Cu复合材料只是纯SiR和nano-Cu的一种简单混合物,nano-Cu在基体中的分布较均匀。随着nano-Cu含量的增加,复合材料的硬度增大,热稳定性提高,结晶能力提高,吸水性能增强,而拉伸强度和断裂伸长率有所下降。复合材料释放性能表明:铜离子的释放量随着纳米铜颗粒含量的增加而增加。与传统Cu-IUD相比,硅橡胶/纳米铜复合材料可以通过控制nano-Cu的添加量在一定程度上实现铜离子释放速率的可控性,能够较好地克服现有含铜IUD的暴释现象而实现铜离子的持续而平稳释放。
同时,采用机械混炼法制备了硅橡胶/亲水性物质A/纳米铜(SiR/A/nano-Cu)复合材料,并对其进行了结构与性能研究。研究结果表明,在硫化过程中A的双键与乙烯基硅橡胶的双键发生了反应,使乙烯基硅橡胶接枝上一定的A,A能提高材料的吸水性能和热稳定性能。nano-Cu在基体中的分布比较均匀,随着纳米铜含量的增加,材料的吸水性能增加,结晶能力提高,硬度增加,而热稳定性、拉伸强度和断裂伸长率下降。其铜离子释放测试结果表明:与传统IUD比较,SiR/A/nano-Cu复合材料能较好地克服传统IUD的暴释现象,且后期释放比较平稳。铜离子的释放量随着纳米铜颗粒含量的增加而增加;添加A能在一定程度上提高材料的铜离子释放性能。