聚合物基纳米复合材料的制备及生物相容性研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文中文摘要纳米材料的独特性能日益引起人们的广泛兴趣。结合纳米材料与高分子材料两者的优异性能，制备高性能和功能化的复合材料不仅是高分子材料领域的研究热点之一，而且也倍受生物医用材料研究领域的关注。然而，纳米材料的纳米效应与生物相容性的关系以及纳米材料的生物安全性都是有待进一步研究的重要课题，这些研究将直接关系到纳米材料的应用范围。碳纳米管(CNTs)是一种具有纳米直径的管状碳纤维，它具有独特的物理结构、超强的韧性和强度以及优异的导电性能；四氧化三铁纳米粒子(Fe304)是应用最为广泛的软磁性材料之一，在生物材料领域亦有很好的应用前景。通过复合方法将纳米无机材料与高分子材料相

2、结合，为制备具有生物相容性、血液相容性和生物分子识别功能的毛细血管和微纳米器件提供了可能性，也为相关学科的发展提供了新的平台。本论文选用聚氨酯作为基材，通过原位聚合、表面接枝两种方法制备了聚氨酯基多壁碳纳米管复合材料(PU／MWNTS)，研究了复合材料的热力学性能、表面形貌和生物相容性。通过差示扫描量热法、拉伸性能测试对材料的力学、热学性能进行研究；选用蛋白吸附实验、血小板黏附测试和细胞实验等方法评估复合材料的生物相容性。结果表明，材料的玻璃化温度升高、力学性能得到提高，CNTs的加入使复合材料显示出与聚氨酯基体材料不同的血小板吸附行为：尽管吸附了血浆蛋白，PU／MWNTs表现出明显的抗血小板

3、黏附性能；此外复合材料比PU基体材料更利于细胞的黏附，表现出良好的生物相容性。此外，采用溶液共混的方法制备了聚氨酯基纳米四氧化三铁复合材料(PU／Fe304)。通过激光粒径测试观察了Fe304的粒径和分散，用拉伸测试分析了材料的力学性能。结果表明，Fe304的加入使得材料的力学性能获得显著提高。聚氨酯基纳米四氧化三铁复合材料的制备为进一步表征该材料的生物相容性提供了基础和可能性。关键词：碳纳米管聚氨酯纳米四氧化三铁生物相容性武汉理工大学硕士学位论文AbStractTheparticularpropertiesofthenanomaterialshaveattractedcomprehensiv

4、eattentions．Preparingthecompositematerialswhichhaveoutstandingperformancesorspecialfunctionsthroughcombinationnanomaterialswitllpolymershasbecomethef．ocuSeinthefieldofpolymer．Carbonnanotubes(CNTslareone-dimensionnanostructuralmaterialswiⅡlspecialstructures，extremelymechanicalstrengthandwellelectroni

5、cproperties．Fe304nanoparticlesareoneofthemostpopularmagneticmaterialsandhaveextensiveapplicationsinbiomaterialsfield．Throughcombinationsuchnanomaterialswithpolymers，wecannotonlypreparecompositematerialsbearingimprovedbloodcompatibilitybutalsoprovideaneffectiveplatformforrelatedresearchesinotherbiome

6、dicalrealms．Inthisthesis，wepreparedPolyurethane／Multiwalledcarbonnanombecomposites(PU／MWNTs)basedonin-situpolymerizationandsurfacemodification．Theirmechanicalproperties，thermalproperties，surfacestructureandbioeompatibilitywereinvestigated．ThephysicalandchemicalpropertiesofPU／MWNTswerecharacterized：t

7、hermalbehaviorsofPU／MWNTswereanalyzedbyDSC；tensilestrengthandelongationweremeasuredbyuniversalpullingmachine．ThebiocompatibilityofthecompositeWasevaluatedthroughproteinadsorption,plateletadhesionandce