【摘 要】
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目的：水凝胶作为一种具有三维网络交联的亲水聚合物,能维持水分而不溶解于水中,柔软而又富有弹性,类似于生物组织,且具有很好的生物相容性和优良的生物降解性.近年来,基于天然材料的水凝胶在组织工程中受到广泛的关注.但是由于天然高聚物水凝胶具有较差的力学性能而限制了其在组织工程中的应用,因此本实验通过在天然水凝胶制备过程中引入介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs),研究二氧化硅的加入量来对水凝胶机械性能的影响.
【机 构】
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东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620
【出 处】
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第十五届上海地区医用生物材料学术研讨会
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目的：水凝胶作为一种具有三维网络交联的亲水聚合物,能维持水分而不溶解于水中,柔软而又富有弹性,类似于生物组织,且具有很好的生物相容性和优良的生物降解性.近年来,基于天然材料的水凝胶在组织工程中受到广泛的关注.但是由于天然高聚物水凝胶具有较差的力学性能而限制了其在组织工程中的应用,因此本实验通过在天然水凝胶制备过程中引入介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs),研究二氧化硅的加入量来对水凝胶机械性能的影响.方法：本研究以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源,经回流法去除模板剂制备出MSNs.再将MSNs粉末加入到醛基化透明质酸(A-HA)的生理盐水溶液中,然后与完全溶解的羧甲基壳聚糖(NOCC)生理盐水溶液按1∶1的体积比混合均匀,经席夫碱反应制备出纳米粒子复合水凝胶.其中,水凝胶中MSNs/(A-HA,NOCC)质量百分比(w/w)为：1％、3％、5％、7％和9％.通过扫描电子显微镜(SEM)观察纳米复合水凝胶和普通水凝胶的三维网络结构,以及纳米二氧化硅粒子的分布.采用HAKKE流变仪和电子万能材料试验机分别测试纯水凝胶和纳米复合水凝胶的流变学性能和压缩应力-应变性能.结果：SEM测试结果表明复合水凝胶具有均匀的孔状网络结构,MSNs在水凝胶内部孔壁上分布均匀.而且复合水凝胶相比纯水凝胶的孔径减少,可能是MSNs的加入减少了水凝胶网络包裹的自由水从而减小了水凝胶的孔径.流变学测试结得出纳米复合水凝胶的储存模量和消耗模量是随着MSNs加入量的增加而增加.此外,随着MSNs加入量的增加,水凝胶的弹性模量显著增强,但粘性模量随之减弱.结论：本实验采用的介孔硅纳米粒子具有介孔结构,是一种良好的纳米微载体,可负载药物和生长因子.因此,通过在天然材料水凝胶中引入介孔二氧化硅纳米粒子,不仅改善其机械性能,同时实现负载物的缓释,使其在骨软骨组织工程中具有一定的应用前景.
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