改性生物活性玻璃复合水凝胶敷料的制备及性能研究

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近年来的研究表明,生物活性玻璃具有良好的促进皮肤创面愈合的作用,有望成为新型难愈皮肤创面修复剂。本研究通过溶胶-凝胶法制备了CaO-P2O5-SiO2系统生物活性玻璃粉体,并将其与具有良好生物相容性的聚乙烯醇、海藻酸钠水凝胶进行复合,制成无机/高分子复合型皮肤创面修复敷料。为了改善溶胶-凝胶生物活性玻璃(SGBG)与高分子材料的界面相容性,采用氨丙基三乙氧基硅烷(APS)偶联剂改性溶胶-凝胶生物活性玻璃。通过TG、DSC、BET、SCA、FTIR等测试手段,考察GBG表面是否成功接枝APS以及不同比例APS对GBG接枝率的影响。利用SEM、FTIR及XRD等测试手段及生物材料的体外实验方法(in vitro)比较了改性前后生物活性玻璃在模拟生理溶液(SBF)中浸泡后的表面反应产物的形成速度、结晶程度和微观形貌等。研究表明,采用APS表面处理生物活性玻璃,使生物活性玻璃表面形成一层偶联剂层,硅烷偶联剂是通过化学键形式与生物活性玻璃表面进行结合的,且键能大、结合力强。APS与溶胶-凝胶生物活性玻璃以不同比例的改性,当APS与生物玻璃中的SiO2按0.04:1的摩尔比改性时,其接枝率达到最大。体外实验表明溶胶-凝胶生物活性玻璃改性前后都具有良好的生物活性,在SBF中浸泡后材料表面都有羟基磷灰石(HA)矿化形成,改性官能团的引入对HA的形成有明显的影响,改性后的生物活性玻璃的矿化速度增加,生成HA的结晶程度有所提高。研究表明,溶胶-凝胶生物活性玻璃能促进糖尿病大鼠皮肤难愈创面的愈合。而聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)复合水凝胶是具有巨大潜力的功能性生物材料。本研究通过冷冻解冻法制备出不同比例的生物活性玻璃、聚乙烯醇、海藻酸钠复合膜,比较了冷冻解冻次数、交联剂浓度对复合膜的形态、溶胀率、透气率以及拉伸强度的影响。研究表明,改性生物活性玻璃水凝胶的溶胀率随着氯化钙浓度和海藻酸钠浓度的提高,是先增大后降低的,当氯化钙浓度达到3mol/L、海藻酸钠浓度为4%时,溶胀率达到最大。而随着冷冻解冻次数和聚乙烯醇浓度的增大,溶胀率是呈现一个逐步增长的趋势。复合水凝胶的拉伸强度则随着氯化钙浓度、冷冻解冻次数、聚乙烯醇浓度以及海藻酸钠浓度的增大而逐渐增大。与改性前相比,生物玻璃改性后,复合水凝胶的溶胀率、拉伸强度以及透气性都得到极大的提高。
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