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随着临床医学对医用器械不断提出更高的性能要求,体液结垢成为影响生物医用材料使用性能的重要因素。本文依据自然界中具有超疏水性质和自清洁功能的荷叶表面微观结构,研究仿生结构及其接触角模型,采用化学法粗化和化学镀纳米银方法在医用聚合物表面构造微/纳观双重仿生粗糙结构,将疏水表面与抗菌纳米银两者有机结合,探讨医用聚合物植入材料的防垢问题。主要研究工作和成果如下:1、研究了固液界面润湿机理与接触角模型,包括表面张力、界面能与润湿性的关系,分析Young、Wenzel、Cassie、Cassie-Baxter、Wenzel-Cassie等五种接触角模型,并探讨影响疏水表面的Cassie/Wenzel(C/W)润湿模式转换机制。2、依据荷叶表面微观结构,设计了规则微观结构、微/纳观双重结构、分形结构等仿生结构,提出了相应的接触角模型,并分析微结构参数、界面能参数对其表面润湿性的影响,表面接触角由大到小依次为:微/纳双重结构、分形结构、规则微观结构。此外,提出了规则微观结构表面阻止C/W润湿模式转换条件。3、采用化学法粗化在医用聚合物表面构造微观粗糙结构,研究了粗化工艺参数对粗化效果与其表面润湿性的影响。结果表明,粗化后聚合物材料表面呈现微米级粗糙结构,接触角由原来的95°增大到115°左右,疏水性能得到增强。4、采用化学镀法在粗化后的医用聚合物表面沉积纳米银,制备得到粒径均匀、平均粒径为20～50nm的纳米银。并且,分析了化学镀银的工艺参数对医用聚合物表面化学镀银的影响。结果表明,化学法镀纳米银后聚合物表面形成微/纳双重结构,接触角从粗化后的115°增大到135°。随着粗化微观结构与纳米银结构尺度比增大,接触角越大,疏水性越强。5、将化学法粗化和化学镀纳米银用于医用聚氨酯内支架导管,并且进行了动物体内防垢性能测试与分析。结果表明,由于纳米银的抗菌性能和化学修饰形成的微/纳双重疏水结构的同时作用,化学修饰可有效地延缓支架管结垢形成,比传统支架管具有更好的防垢性能。本文的研究工作,对于改善医用聚合物材料的防垢性能具有重要意义,同时为超疏水表面的设计与制备提供了理论基础。