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植入物形式的生物材料被广泛用于替代和/或恢复受创伤和受损组织和器官,从而改善患者的生活质量,尤其是骨组织修复植入物。但是植入物的使用存在一系列问题,其中包括细菌感染,较高的细胞毒性,以及植入物和宿主器官之间显着的机械差异等。可生物降解聚氨酯由于其优异的物理和化学性质,被广泛应用于骨修复领域。随着纳米技术的发展,拥有超高硬度、表面可修饰性、生物相容性较好的纳米金刚石也逐渐广泛应用于生物医学领域。本文利用聚氨酯为载体,添加改性纳米金刚石,制备出能够抗细菌感染、机械性能匹配,合适的降解速率的抗菌纳米金刚石增强聚氨酯复合材料。具体研究内容如下:1、本研究往聚氨酯材料中添加不同比例的聚阳离子改性纳米金刚石(QND),制备出聚阳离子改性纳米金刚石增强聚氨酯复合材料(APU,APU/0.5%QND,APU/1%QND,APU/1.5%QND)。然后对聚氨酯复合材料的热稳定性、结晶性、机械性能、抗菌性能、亲水性、降解性和生物相容性等进行了综合评估。结果表明:加入量为1%时,改性纳米金刚石可以在聚合物中均匀分散,而1.5%的改性纳米金刚石在聚合物中出现团聚现象。制备的复合材料均有优异的热稳定性。均匀分布的QND加入到聚氨酯中,可以提高聚氨酯的结晶行为、机械性能、亲水性和降解速率等性能。因此,加入1%QND可使聚氨酯复合材料综合性能达到最优,不仅提高了机械性能,而且赋予材料一定的抗菌活性,此外在该浓度下复合材料细胞毒性较小,可满足临床应用要求。2、为了进一步优化复合材料的亲水性和抗菌性能,接着对实验过程进行了改进。首先把聚氨酯制备过程中的起始原料聚ε-己内酯二醇换成混合醇(聚ε-己内酯二醇和聚乙二醇,摩尔比9:1)。本章使用银/聚阳离子改性纳米金刚石(QND-Ag)作为增强颗粒。采用相同方法,制备不同改性纳米金刚石增强聚氨酯复合材料(APU(10%PEG),APU(10%PEG)/QND,APU(10%PEG)/QND-Ag)。测试结果表明:加入PEG后,APU(10%PEG)的结晶度和机械性能相应地降低,但是由于PEG,QND-Ag共同作用的结果,所以APU(10%PEG)/QND-Ag反而提高。PEG和QND-Ag的加入更有助于增强复合材料的降解速率,并且与骨修复生长速率相匹配。和APU/QND相比,APU(10%PEG)/QND-Ag抗菌性能有大幅度的提高,同时具有接触型和释放型双重抗菌能力。细胞毒性实验显示,在复合材料表面培养的成骨细胞7天后存活率在80%以上,表现出良好的生物相容性。因此,本章制备的APU(10%PEG)/QND-Ag具有更优异的机械性能和抗菌性能等,更加有前景应用于骨修复领域。