結(jié)構(gòu)梯度海藻酸鹽多孔材料的制備及性能調(diào)控.pdf

1、近年來(lái)，隨著對(duì)組織工程生物功能材料研究的日益深入，有關(guān)組織工程生物功能材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞影響的研究也逐漸增多，越來(lái)越多研究者意識(shí)到仿生梯度功能材料的重要性，設(shè)計(jì)構(gòu)建孔徑大小及分布可控的多孔支架材料成為亟待解決的問(wèn)題。海藻酸鹽安全無(wú)毒，具有優(yōu)良吸水性能、生物相容性、生物可降解性、免疫原性等特征，被廣泛應(yīng)用于組織工程學(xué)研究當(dāng)中。本研究充分利用海藻酸鹽優(yōu)良的物理及生物特性，使用冷凍干燥技術(shù)制備組織工程用海藻酸鹽多孔材料，重點(diǎn)研究多孔

2、材料孔徑的可控調(diào)節(jié)及孔結(jié)構(gòu)梯度材料的構(gòu)建。
　　冷凍干燥技術(shù)制備的海藻酸鹽多孔材料疏松多孔，柔軟、有彈性，均具有開(kāi)放、貫通的孔隙結(jié)構(gòu)。在均勻溫度場(chǎng)下預(yù)凍制備的多孔材料，其縱截面孔徑大小均勻（孔徑約134μm），通過(guò)調(diào)節(jié)容器熱流密度參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)孔徑調(diào)控（89μm-320μm）；利用預(yù)凍過(guò)程外場(chǎng)形成的溫度場(chǎng)梯度，可以制備孔徑梯度變化的多孔材料，孔徑約70μm-125μm；通過(guò)改變?nèi)萜鲗?dǎo)熱面熱流密度參數(shù)、導(dǎo)熱方式、溶液分裝量及預(yù)凍溫度等

3、方式，可以調(diào)控孔結(jié)構(gòu)梯度多孔材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)及孔隙分布（孔徑最小約15μm，最大可達(dá)450μm）。
　　通過(guò)改變海藻酸鹽溶液中溶液的組分及各組分含量，或改變海藻酸鹽與納米晶須或聚乙烯醇或果膠共混時(shí)各組成材料的配比，可以實(shí)現(xiàn)海藻酸鹽多孔材料縱截面孔徑在67μm-146μm間可控調(diào)節(jié)。同時(shí)，多孔材料孔隙率、吸水性能及拉伸性能，也受到上述各因素不同程度的影響。其中，材料的斷裂伸長(zhǎng)率得到了較大幅度提高，其斷裂強(qiáng)度最高時(shí)可達(dá)1.57MPa。<

4、br>　　通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)凍過(guò)程中的預(yù)凍溫度梯度，預(yù)凍初始溫度及階段預(yù)凍時(shí)間，探討孔結(jié)構(gòu)漸變梯度材料的制備工藝。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在預(yù)凍溫度和時(shí)間固定的情況下，預(yù)凍溫度梯度變大會(huì)使所制備的多孔材料由梯度漸變變?yōu)樘荻韧蛔儾牧?，因此為?gòu)建孔徑梯度均勻變化的多孔材料，應(yīng)在機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)，使溶液內(nèi)部盡可能經(jīng)歷更多的階段預(yù)凍溫度，最好的情況便是實(shí)預(yù)凍溫度的直線(xiàn)上升。初始預(yù)凍溫度及階段預(yù)凍時(shí)間主要影響孔徑大小及孔徑差異，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求自由選擇。試驗(yàn)制備