简论噻吩聚3，4-乙撑二氧噻吩/壳聚糖导电多孔组织工程材料制备及表征

论文导读：周围神经损伤后的再生和功能恢复一直是神经科学的热门不足。目前,自体神经移植效果最好但受到供体来源、可修复长度、瘢痕等不足影响,并非最佳案例。最近美国密歇根大学Cederma教授等将聚3,4-乙撑二氧噻吩原位聚合后覆盖于细胞肌肉支架表面,以此构建人工神经通路,该探讨唤起了人们对聚3,4-乙撑二氧噻吩材料在医学运用方面的广
摘要：周围神经损伤后的再生和功能恢复一直是神经科学的热门不足。目前,自体神经移植效果最好但受到供体来源、可修复长度、瘢痕等不足影响,并非最佳案例。最近美国密歇根大学Cederma教授等将聚3,4-乙撑二氧噻吩原位聚合后覆盖于细胞肌肉支架表面,以此构建人工神经通路,该探讨唤起了人们对聚3,4-乙撑二氧噻吩材料在医学运用方面的广泛关注。当前探讨着重于进展能够用物理性神经再生通过损伤区的改良支架。导电高分子不仅具有良好的生物相容性,而且能调节细胞的多重功能(如细胞的黏附、增殖、迁移和分化、DNA的合成、蛋白质的分泌等),在生物医学工程领域具有广泛的运用前景和重要的探讨价值。聚3,4-乙撑二氧噻吩是一种不溶于水的聚合物,呈现出优异的环境稳定性和高电导率的特性,不容易被氧化,用作生物材料,不仅提供电导性而且支持组织的生长。壳聚糖是甲壳素脱除分子中C2位上的乙酰基而成,是已知天然多糖中唯-的碱性多糖,具有良好生物相容性和生物降解性,且降解产物一般对人体无毒副作用,在体内不积蓄,无免疫原性,还具有抗菌杀菌、抗肿瘤、推动组织修复及止血等生物活性。壳聚糖可以作为医用敷料、药物传输系统和组织工程材料(软骨、神经和肝组织)运用,它温和的加工条件,可控的机械、生物可降解性能,合适的官能团以连接其他分子,所以是十分合适的组织工程材料。由此壳聚糖在生物医学领域,特别是在组织修复中有着广泛的运用。基于以上浅析,本课题通过化学氧化法制备了聚3,4-乙撑二氧噻吩高分子材料,对其结构和性能进行了表征,并探讨了离子掺杂。采取冷冻干燥的策略,制备了一系列不同壳聚糖质量分数和交联密度的多孔组织支架材料。通过扫描电镜观察,孔的大小在100-200μm之间,支架材料孔隙率可达90%以上,高的吸水率和较好的力学性能。在此基础上,通过原位聚合制备了聚3,4-乙撑二氧噻吩／壳聚糖多孔导电复合材料。实验结果表明,复合材料的电导率达到了10-4S／cm,能够满足了生物体内及体外生理刺激的有效性,并且仍具有很高的孔隙率,一定的吸水率和较好的力学性能。用聚3,4-乙撑二氧噻吩／壳聚糖多孔导电复合材料作为载体构建人工神经支架,预测这种支架材料对于神经损伤后的再生修复有很大的推动作用,必将成为有前途的探讨方向。关键词：聚3论文4-乙撑二氧噻吩论文壳聚糖论文多孔论文导电论文复合材料论文
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ABSTRACT14-16
符号说明16-17
第一章 绪论17-33
1 导电聚合物聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)介绍17-26

1.1 PEDOT的进展17-18

1.2 PEDOT的合成策略18-20

1.3 PEDOT的阳离子反应聚合动力学20-22

1.4 PEDOT的导电机理22-24

1.5 原位聚合制备PEDOT复合材料的探讨进展24-26

1.5.1 有机基材原位聚合制备PEDOT复合材料24

1.5.2 乳胶粒子表面原位聚合制备复合材料24-25

1.5.3 无机及金属基材原位聚合制备复合材料25-26

2 壳聚糖介绍26-31

2.1 壳聚糖概述26-27

2.2 壳聚糖的运用27-29

2.3 壳聚糖的交联29-30

2.4 壳聚糖多孔材料的探讨进展30-31

3 本课题的提出31
4 本课题的主要探讨内容31-33
第二章 PEDOT的合成及表征33-45

2.1 试验试剂及仪器33-34

2.

1.1 试验试剂33

2.

1.2 试验仪器33-34

2.2 PEDOT的合成34-36

2.1 在蒸馏水中聚合35

2.2 在无水乙醇中聚合35

2.3 在异丙醇中聚合35-36

2.4 在正丁醇中聚合36

2.3 PEDOT的表征及电导率的测试36-37

2.3.1 傅里叶红外(IR)表征36

2.3.2 核磁共振谱~1H-NMR表征36

2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)形貌观察36

2.3.4 X射线能谱仪元素浅析测试36

2.3.5 电导率的测试36-37

2.4 结果与讨论37-43

2.4.1 不同实验条件对于合成PEDOT的影响37-38

2.4.2 IR表征结果38-39

2.4.3 ~1H-NMR表征论文导读：

结果39-40

2.4.4 PEDOT的SEM形貌观察结果与讨论40-41

2.4.5 PEDOT的元素浅析结果及讨论41-43

2.4.6 PEDOT的电导率测试结果与讨论43

2.5 本章小结43-45

第三章 多孔壳聚糖支架的制备及表征45-59

3.1 试验试剂及仪器45

3.

1.1 试验试剂45

3.

1.2 试验仪器45

3.2 试验策略45-46
3.

2.1 壳聚糖溶液的配制45-46

3.

2.2 壳聚糖的交联密度46

3.

2.3 壳聚糖的交联46

3.

2.4 壳聚糖的冷冻干燥46

3.3 多孔壳聚糖支架材料的表征46-48

3.1 支架材料的扫描电镜形貌观察46-47

3.2 支架孔隙率的测试47

3.3 支架材料的吸水率测试47

3.4 支架材料的力学性能测试47-48

3.4 结果与讨论48-57

3.4.1 壳聚糖支架材料的制备48

3.4.2 壳聚糖支架材料的形貌观察48-51

3.4.3 壳聚糖支架材料的孔隙率结果与讨论51-52

3.4.4 壳聚糖支架材料的吸水率结果与讨论52-55

3.4.5 壳聚糖支架材料的力学性能测结果与讨论55-57

3.5 本章小结57-59

第四章 PEDOT/壳聚糖导电多孔复合材料的制备及表征59-72

4.1 试验试剂及仪器59-60

4.

1.1 试验试剂59

4.

1.2 试验仪器59-60

4.2 试验策略60-61

4.3 复合材料的表征61-62

4.

3.1 复合材料的SEM形貌观察61

4.

3.2 复合材料的X射线能谱仪元素浅析测试61

4.

3.3 复合材料电导率的测试61

4.

3.4 复合材料PEDOT与壳聚糖界面相容性的测试61-62

4.

3.5 复合材料的孔隙率测试62

4.

3.6 复合材料吸水率的测试62

4.

3.7 复合材料湿态条件下力学性能的测试62

4.4 结果与讨论62-71

4.1 复合材料的SEM形貌观察结果与讨论62-64

4.2 复合材料的元素浅析测试结果与讨论64-65

4.3 复合材料电导率的测试结果与讨论65-66

4.4 复合材料PEDOT与壳聚糖界面相容性的测试结果与讨论66-69

4.5 复合材料的孔隙率测试结果与讨论69

4.6 复合材料的吸水率测试结果与讨论69-70

4.7 复合材料的力学性能测试结果与讨论70-71

4.5 本章小结71-72

第五章 结论72-74
参考文献74-81
附录81-83
附录1 温度修正系数表81-82
附录2 厚度修正系数F(W/S)函数表82
附录3 直径修正系数F(S/D)函数表82-83
致谢83-84
学位论文评阅及答辩情况表84