聚乙烯醇多孔水凝膠的制備和性能研究.pdf

1、由高速創(chuàng)傷和人口老齡化等引發(fā)的關(guān)節(jié)軟骨疾病持續(xù)增多，關(guān)節(jié)軟骨損傷的修復(fù)一直是骨科醫(yī)生的難題之一。傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)軟骨損傷修復(fù)技術(shù)需要較長的治療時間，且存在修復(fù)組織的表面退變問題、修復(fù)組織與周邊軟骨的結(jié)合問題以及修復(fù)組織的力學(xué)強度問題。人工關(guān)節(jié)軟骨置換技術(shù)為治療關(guān)節(jié)損傷帶來新的希望，并且能縮短治療時間，使患者能夠較快的恢復(fù)運動功能。
　　聚乙烯醇（PVA）水凝膠因其良好的生物相容性、優(yōu)異的力學(xué)性能和超強的吸水性能被廣泛地應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)軟骨

2、替代材料。然而，PVA水凝膠無生物活性，且不能兼具高強度和多孔結(jié)構(gòu)（可以使細胞長入修復(fù)材料，同周邊軟骨組織良好結(jié)合），限制了其作為關(guān)節(jié)軟骨替代材料的應(yīng)用。本文以兼具無毒性和良好的生物相容性的瓊脂糖（AG）為成孔劑，通過冷凍解凍法制備了一種兼具高強度和多孔結(jié)構(gòu)的新型PVA/AG水凝膠，并對制備工藝進行優(yōu)化。對PVA/AG水凝膠的結(jié)構(gòu)和成分進行了表征分析，對PVA/AG水凝膠的拉伸、壓縮力學(xué)性能進行了表征，對PVA/AG水凝膠的成孔機理進行

3、了分析探討，對脫除AG的方法和脫除AG對PVA水凝膠結(jié)構(gòu)和壓縮性能的影響進行了研究。
　　研究結(jié)果表明：PVA質(zhì)量分數(shù)為15%，AG質(zhì)量分數(shù)為4%，冷凍溫度為-20℃，冷凍時間為16 h，解凍溫度為18℃，解凍時間為8 h，經(jīng)歷3次冷凍解凍得到的PVA/AG水凝膠具有較好的力學(xué)性能（壓縮強度達到5.12 MPa，壓縮模量0.82-17.15 MPa）。PVA/AG水凝膠中具有大量尺寸在100μm以上的孔洞結(jié)構(gòu)，且連通性良好，孔隙率

4、為72.98%，含水率為75.67%。PVA/AG水凝膠經(jīng)液氮冷凍和冷凍干燥后在45℃恒溫去離子水中浸泡清洗，紅外光譜分析表明水凝膠孔洞中AG被脫除，孔與孔之間連通性良好。液氮冷凍促進PVA水凝膠的進一步結(jié)晶，經(jīng)過液氮冷凍并脫除AG后得到的水凝膠壓縮強度為6.05 MPa，壓縮模量為0.64-19.8 MPa，滿足人工軟骨替代材料的強度要求。
　　本文中制備的 PVA多孔水凝膠具有良好的生物相容性、優(yōu)異的力學(xué)性能和尺寸適宜于細胞培