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1、國內(nèi)圖書分類號：TQ113.1學校代碼：10213國際圖書分類號：546.3密級：公開理學碩士學位論文PVA-HA復合水凝膠的原位合成與性能研究碩士研究生：楊雯導師：李文旭副教授申請學位：理學碩士學科：無機化學所在單位：理學院答辯日期：2013年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex:TQ113.1U.D.C:546.3DissertationfortheMasterDegreeinScienceIN-SITUSYNTHESISANDCHARACTERISTICSOFPOLYVINYLALCOHOL-HYDROXYAPATITECOMPOSITECandidate
2、：YangwenSupervisor：AssociateProf.LiwenxuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：InorganicChemistryAffiliation：SchoolofScienceDateofDefence：June,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文摘要聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol，PVA)水凝膠除了具有良好的生物相容性、可降解性以及生物摩擦性能，還具有與人體的軟骨
3、組織極為相似的性質(zhì)，因而成為軟骨替代中較為常用的材料。但是其較低的強度和韌性限制了它的應用，通過添加無機顆?；蛘呃w維可以改善PVA水凝膠的力學性能，同時提高PVA水凝膠的生物活性。因此，本研究通過原位合成PVA-HA復合水凝膠，提高PVA水凝膠作為軟骨修復材料的應用價值。采用原位沉淀法在PVA分子鏈上沉積HA，通過反復的凍結(jié)-融化工藝得到PVA-HA復合水凝膠。探討了濃縮比、PVA加入量和無機鹽加入量等工藝條件對PVA-HA水凝膠物相和形貌的影響。同時，利用SEM、XRD、EDS等分析方法研究了PVA-HA水凝膠的體外生物活性，采用萬能材料試驗機研究水凝膠的抗壓強度和應力-應變特性，考察
4、了水凝膠的再溶脹性能。實驗結(jié)果表明，降低乳白色懸浮液的濃縮比有利于PVA與HA的復合，濃縮比降低至7.5%時，可以得到均勻的白色PVA-HA復合水凝膠。無機鹽濃度的變化會影響PVA-HA復合水膠的微觀形貌，無機鹽濃度越高，PVA-HA復合水凝膠的微觀形貌中的顆粒越多，孔結(jié)構(gòu)越少。而提高PVA濃度并降低無機鹽濃度能夠促進微觀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成。綜上所述，向初始液中加入四水合硝酸鈣、磷酸氫二銨和PVA，反應溫度為80°C，反應時間為10h，濃縮時間為2h，濃縮比為7.5%，凍結(jié)-溶化循環(huán)次數(shù)為3次，可以得到PVA-HA復合水凝膠。將制得的PVA-HA復合水凝膠放入模擬體液中浸泡28d后，有少量的
5、堿式磷酸氫鈣沉積。但是浸泡過程中水凝膠體系中未發(fā)現(xiàn)明顯的HA生長跡象。水凝膠具備一定的吸水溶脹性，其他條件相同時，PVA-HA水凝膠的再溶脹率隨著無機鹽加入量的降低而增加，隨著PVA加入量的增加而增加。HA在PVA-HA復合水凝膠中起到了提高抗壓性能的作用，同時，增大PVA的加入量能夠大幅度地提高水凝膠的抗壓力學性能，增加凍結(jié)-融化循環(huán)次數(shù)(n)也有利于大幅度提高力學性能。當PVA的質(zhì)量分數(shù)為6wt%，當n從3增大9時，抗壓強從0.41MPa增大到0.50MPa度增大了22.0%。PVA-HA復合水凝膠的彈性模量與壓縮比呈現(xiàn)指數(shù)函數(shù)關系,符合人體軟骨的力學特征。彈性模量隨著隨著無機鹽加入
6、量的降低而增加，隨著PVA加入量的增加而增加。當PVA的質(zhì)量分數(shù)為6wt%，硝酸鈣濃度為0.06mol/L時,PVA-HA水凝膠的彈性模量從0.07MPa(壓縮比為5%)增加到2.86MPa(壓縮比由60%)，增加了40.8倍。-I-哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文關鍵詞：PVA-HA水凝膠；原位沉淀法；凍結(jié)-融化；抗壓強度-II-哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文AbstractPolyvinylAlcoholhydrogelhasgoodbiocompatibility,biodegradabilityandespeciallyexcellentbiotribiologicalproper
7、ties.Asithasbeenmatchedtohumantissuesintheirproperties,itcanreplacethecartilagetissues.Duetoitspoorstrengthandtoughness,itneedstoaddsomeinorganicparticlesandwhiskerstoimproveitsmechanicalpropertiesandbiologyactivity.Th
