超疏水纳米氧化锌薄膜的血液相容性研究

发布时间：2017-10-06 17:16

  本文关键词：超疏水纳米氧化锌薄膜的血液相容性研究

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【摘要】：抗凝血材料是可对生物器官和生物组织进行修复、替换、疾病诊断与治疗且同时不会引起凝血的一类新型生物材料,已在材料学界和生物医学界引起广泛的关注和研究兴趣。抗凝血材料的抗凝血性能主要取决于材料的表面性质(如成分、结构、形貌等),但目前材料的表面性能与凝血之间的内在联系仍不是很清楚。鉴于具有超疏水性能的材料表面的自由能较低,对血液中某些成分的吸附能力变弱,有望能够获得更为优异的抗凝血性能。本论文研究了超疏水氧化锌纳米薄膜的血液相容性。将电沉积法与水热法相结合,在铜片表面成功制备了纳米氧化锌薄膜,利用SEM、XRD、EDS、XPS以及接触角测量仪等设备对氧化锌薄膜的晶体结构、化学组分、表面润湿性等进行了表征,并通过血小板黏附实验与溶血率测试实验对纳米氧化锌薄膜的血液相容性进行了初步的评估。通过实验主要发现:(1)氧化锌薄膜制备过程中,前驱体浓度、电沉积温度、反应液浓度、水热反应温度和反应时间等实验参数对薄膜的形成和表面微观结构具有重要影响。生长温度与反应时间的增加有利于纳米棒直径的增大。在前驱体浓度为10mmol/L,反应温度为90℃时更容易得到针尖状结构。(2)实验结果表明,对于具有各种微纳结构的氧化锌纳米锥薄膜来说,其表面润湿性与纳米锥的直径和间距的比值(d/l)密切相关。当d/l值为0.25~0.55时,接触角与Cassie模式的变化规律一致;当d/l值为0.55~0.65时转变为Wenzel模式。另外,我们还发现利用低表面能物质修饰薄膜后,接触角变化规律与Cassie模式一致;用PEG修饰薄膜后,接触角变化规律与Wenzel模式一致。(3)通过血小板黏附实验,发现具有亲水性能且接触角小于40°或接触角大于150°的超疏水纳米氧化锌薄膜都具有较好的抗凝血性能。利用聚乙二醇对薄膜表面进行修饰后,能够有效减少血小板的黏附。相对于薄膜表面自由能,薄膜表面微观结构的变化对其抗凝血性能的影响更大。另外,纳米氧化锌薄膜在经过聚乙二醇修饰后,其溶血率均小于5%,展现了具有良好的血液相容性。
【关键词】：纳米氧化锌薄膜 超疏水表面 生长机理 血液相容性
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 抗凝血生物材料的定义及应用8-10
• 1.1.1 生物相容性8-9
• 1.1.2 凝血机制和途径9-10
• 1.1.3 影响材料抗凝血性能的因素10
• 1.2 超疏水表面的基本理论10-14
• 1.2.1 超疏水表面的定义10-11
• 1.2.2 理论模型11-14
• 1.3 纳米氧化锌材料的性质与其血液相容性的研究现状14-15
• 1.3.1 纳米氧化锌的性质14-15
• 1.3.2 超疏水材料抗凝血性能的研究状况15
• 1.4 本论文的研究内容与方法15-17
• 第2章 氧化锌薄膜的制备及表征17-34
• 2.1 实验原料与仪器设备17-18
• 2.1.1 实验主要原料17
• 2.1.2 实验仪器与设备17-18
• 2.2 氧化锌制备原理及实验步骤18-23
• 2.2.1 电沉积法制备种子层18-19
• 2.2.2 水热法制备氧化锌薄膜19-20
• 2.2.3 氧化锌薄膜的制备20-23
• 2.3 纳米氧化锌薄膜材料晶体结构表征23-27
• 2.3.1 氧化锌薄膜表面形貌观察24
• 2.3.2 氧化锌薄膜的化学成分分析24-26
• 2.3.3 氧化锌薄膜的结构测定26-27
• 2.4 纳米氧化锌薄膜的生长过程研究27-33
• 2.4.1 前驱体溶液浓度对氧化锌薄膜形貌的影响27-28
• 2.4.2 电沉积温度对氧化锌薄膜形貌的影响28-29
• 2.4.3 反应液浓度对氧化锌薄膜形貌的影响29-31
• 2.4.4 水热反应温度对氧化锌薄膜形貌的影响31-32
• 2.4.5 反应时间对氧化锌薄膜形貌的影响32-33
• 2.5 小结33-34
• 第3章 纳米氧化锌薄膜的表面性能研究34-52
• 3.1 实验部分34-35
• 3.1.1 实验材料及设备34
• 3.1.2 实验步骤34-35
• 3.2 纳米氧化锌薄膜的润湿性能35-42
• 3.2.1 纳米氧化锌薄膜表面形貌与润湿性的关系36-38
• 3.2.2 正十二硫醇修饰后纳米氧化锌薄膜的润湿性38-40
• 3.2.3 聚乙二醇（PEG-10000）修饰后纳米氧化锌薄膜的润湿性40-42
• 3.3 氧化锌薄膜的表面自由能研究42-47
• 3.3.1 纳米氧化锌薄膜的表面自由能43-44
• 3.3.2 正十二硫醇修饰后纳米氧化锌薄膜的表面自由能44-46
• 3.3.3 聚乙二醇修饰后纳米氧化锌薄膜的表面自由能46-47
• 3.4 血液在纳米氧化锌薄膜上的润湿性47-51
• 3.4.1 血液在修饰正十二硫醇的纳米氧化锌薄膜上的接触角48-49
• 3.4.2 血液在修饰聚乙二醇的纳米氧化锌薄膜上的接触角49-51
• 3.5 小结51-52
• 第4章 纳米氧化锌薄膜的血液相容性研究52-62
• 4.1 氧化锌薄膜血小板黏附实验52-59
• 4.1.1 实验材料及实验步骤52-53
• 4.1.2 血小板黏附实验结果与讨论53-59
• 4.2 纳米氧化锌薄膜的溶血实验59-61
• 4.2.1 实验材料与实验步骤59-60
• 4.2.2 溶血实验结果与讨论60-61
• 4.3 小结61-62
• 第5章 结论与展望62-64
• 5.1 结论62
• 5.2 展望62-64
• 参考文献64-69
• 发表论文和参加科研情况说明69-70
• 致谢70-71

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本文编号：983996