pva水凝胶制备,改性及在生物医学工程中的研究进展

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1、PVA水凝胶制备,改性及在生物医学工程中的研究进展PVA水凝胶制备,改性及在生物医学工程中的研究进展前言　　聚乙烯.LSO有机溶剂，通过冷冻处理得到透光率高的PVA水凝胶。化学交联主要采用化学交联剂，通过共价键或配位键的作用使PVA分子链之间形成凝胶。通过化学交联制得的水凝胶，保水性和某些力学强度有一定提高，但是透明性不好且含水量不高。辐射交联主要是利用γ射线、电子束、X光及紫外线等直接辐射PVA水溶液，或辐射用物理交联法制成的PVA水凝胶。经辐射制得的水凝胶因不需要添加任何添加剂，所以PVA纯度高，光学透明性好，但力学强度不高，抗蠕变性差，同时强

2、烈的反应条件常常造成某些优异性能的损失。将辐射交联制得的PVA水凝胶经一定的物理处理过程可以使凝胶部分结晶化，从而提高了机械强度[13]。　　2反复冷冻解冻法PVA水凝胶成胶机制及性能特点　　2.1反复冷冻解冻法PVA水凝胶成胶机制　　此法是将一定浓度的PVA水溶液浇铸于模具中，在-10℃～-40℃的条件下冷冻成型。时间为一天左右。然后将试样在室温下放置1～2小时融化，上述冷冻，解冻过程反复数次（一般为三到五次），可以得到弹性好，具有一定的机械强度、不透明的水凝胶。　　此法的成胶机制目前比较成熟的有以下两点[14]：1）凝胶化是网络形成的结果且在凝胶化初始阶段

3、形成高分子聚集区和非聚集区。2）凝胶在水溶液中形成首先是高分子氢键的作用。　　这种物理交联所制备的水凝胶是分子链间通过氢键和微晶区等物理交联点形成的三维网络结构。当PVA溶液冷冻处理时，分子链运动减弱，链之间的接触时间变长，链之间的距离缩短，有利于分子链上的羟基间形成氢键缔合，同时PVA在低温下结晶作用，促使了物理网络交联点的形成，使形成了完善程度不一的结晶结构。柳明珠等认为当在室温下解冻时，由于交联点仍然稳定，所以该凝胶不会溶解。当反复冷冻处理后，少量可以活动的链段及未交联的分子链进一步交联，使得结晶结构不断完善，进而形成不溶于水的凝胶。Pa。但当浓度大于2

4、0%时，溶液粘度较大，分子量较大时影响微晶的形成显著。所以常用浓度在7%～15%之间。冷冻温度不仅影响冷冻动力学而且影响界面间相平衡。冷冻温度一般在低于-10℃下进行。我们实验发现，15%的PVA溶液在-20℃下具有好的物理及力学性能，所以-20℃是常用的冷冻温度。此方法制备的PVA水凝胶不使用有毒性的有机交联剂，保持了良好的生物相容性，属于可逆性水凝胶，随着环境参数的变化，可以使物理交联点改变，还可以被溶解。因为方法简单，所制水凝胶与化学交联无明显差别，因此近年来备受亲睐，在许多领域，极具开发潜力。　　3PVA水凝胶的改性方法及与明胶复合的研究　　3.1PV

5、A水凝胶常用的改性方法　　PVA水凝胶常用的改性方法有：1）化学改性法：通过接枝等化学方法，改变PVA分子链的化学结构，或把水凝胶接枝到具有一定强度的载体上。如将利用苯酐或琥珀酸酐与PVA酯化，可得到侧链含有羧基的PVA。这种PVA还可以与双官能团的化合物如芳香族二环氧甘油醚反应，得到交联的PVA。这种立体网络结构使PVA薄膜的化学稳定性和选择性提高[19]。2）物理共混法：利用高分子链间分子间作用力形成分子聚集体，从而制备出性能优良的复合体系。但复合的材料要有良好的互溶性。例如董彦博[20]等以丙三醇为增塑剂，加入一定量的淀粉，对PVA膜进行了改性，研究表明

6、，加入淀粉后薄膜的水溶性得到很大改善。3）与无机填料或有机小分子复合：其中无机填料包括生物活性陶瓷颗粒，如磷酸三钙，生物活性玻璃等。不仅保持了生物活性，同时提高了力学性能。有机小分子经常用复合润滑剂，来降低PVA水凝胶的摩擦系数，改善摩擦性能。4）与生物活性分子的复合：一般通过生物活性分子的水溶液或悬浮液同PVA溶液共混，制得成型凝胶或用生物活性分子的溶液淋洗水凝胶，让生物活性分子扩散进去。常用的生物活性分子有胶原质，透明质酸盐、纤维素、壳聚糖，海藻酸盐等。　　3.2PVA水凝胶与明胶复合研究　　胶原是最丰富的哺乳动物蛋白质，明胶是胶原降解的产物。降解后的明胶

7、仍然保持着胶原的某些构想与属性。明胶具有良好.L.的生物亲和性，是天然的聚合物，没有抗原性，在体内能完全吸收。同时有大量的功能基团可被交联，理化性质可调。明胶随温度升高或降低具有溶胶与凝胶的可逆转化的优良特性，但未交联的明胶膜易溶于水、硬脆，力学性能差。因此可与PVA水凝胶共混改性，得到理化及生物性能优良的复合物。因明胶廉价易得，因此PVA水凝胶与明胶的复合研究，尤其在生物医药方面具有巨大的实际生产意义。　　目前报导的PVA水凝胶与明胶复合的方法有是将一定量的明胶加热溶解，加入到一定浓度的PVA水溶液中，将两种溶液按一定比例混合，浇铸到模具中，反复冷冻成型，解

8、冻，制得复合水凝胶。我们通过实验得出：