纳米结构聚苯胺的制备、表征及生物医学方面的应用

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由于表面效应、小尺寸效应和量子效应,使纳米结构的导电聚合物材料与传统聚合物材料相比,显示出更优越的性能,如:机械性、导电性、光学性、催化性和磁性等。基于神经组织对电场和电刺激敏感性,使得导电聚合物纳米材料在生物医学应用方面很有前景。本论文主要介绍了纳米结构的导电聚合物的合成方法,及其在生物医学领域的应用。研究了具有纳米结构的导电聚合物,如:纳米颗粒和纳米纤维导电聚合,作为神经电极和神经导管的涂层材料方面的应用。本论文主要包括两个方面:聚苯胺纳米结构的合成和应用性研究,共分为四章:第一章简单介绍了导电聚合物纳米结构的合成方法、机理以及纳米结构导电聚合物在生物医学方面的应用。第二章采用“界面聚合”法成功制备出了不同纳米结构的聚苯胺。实验过程中发现:苯胺单体与过硫酸铵氧化剂的摩尔浓度比是影响产物形貌的关键因素。当单体和氧化剂的摩尔浓度比为4:1时,有利于生成纳米纤维;当单体和氧化剂的摩尔比为2:1时,有利于生成纳米颗粒。反应温度和搅拌的情况也会对生成聚苯胺的纳米结构有所影响。总结出制备不同纳米结构聚苯胺的最佳条件,为其进一步作为神经电极和神经导管涂层材料提供了依据。第三章研究了不同纳米结构的聚苯胺作为视觉神经电极的涂层的应用可行性。通过“原位合成”法将具有不同纳米结构的聚苯胺沉积在了铂电极表面,电刺激1个月,并对聚苯胺涂层进行了扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM),透射电镜(TEM),电导率和接触角等测试。结果表明:纳米结构的聚苯胺涂层形态分布均匀,与基底表面粘附良好,而且电导率足以满足生物医学方面的应用,具有作为神经电极涂层材料应用的潜力。第四章对聚苯胺纳米纤维用作神经导管的涂层应用的可行性进行了初步研究。通过简单浸润法在本课题组自主研制的玉米蛋白管表面沉积了聚苯胺涂层,并研究了玉米蛋白管被修饰前后的体外降解情况。结果表明:聚苯胺涂层可以增加玉米管的导电性,还可通过调节聚苯胺涂层的厚度来控制玉米管的降解速率。TEM对玉米管降解后,脱落掉的聚苯胺涂层结构进行了表征,为后期做细胞毒实验提供了依据。
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