PLLA系抗菌形状记忆聚合物复合材料的制备及性能研究

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聚乳酸系生物可降解形状记忆聚合物具有良好的生物相容性、生物可降解性和独特的形状记忆效应,在生物医学领域获得广泛的应用,但其力学强度不足,形状记忆功能单一,缺乏生物功能性限制了其在医学领域的进一步应用,本文针对上述缺点,通过选择具有特定功能性的纳米粒子作为增强相,在提高力学性能的同时赋予材料抗菌性能并实现多种引发方式的形状记忆效应。本文采用L-乳酸溶液聚合法对GO进行表面改性制备聚L-乳酸(PLLA)接枝改性的氧化石墨烯(g-GO),采用溶液共混法制备g-GO/聚(l-丙交酯-co-ε-己内酯)复合材料(gGO/PLCL)。拉伸试验结果表明,当g-GO含量为1.0wt%时,g-GO/PLCL复合材料弹性模量、抗拉强度以及断裂伸长率均达到最大值;循环拉伸试验结果表明(1.0wt%)gGO/PLCL复合材料具有最佳的热引发形状记忆效应,形状保持率和形状恢复率分别为98.8%和98.9%,同时在电流强度为100m A近红外光照射下,可在4s内完成形状恢复,形状恢复率达97%;添加g-GO加快了材料的降解速率,g-GO/PLCL复合材料具有一定抗菌性能,当g-GO含量为1.0wt%时,复合材料对E.coli和S.aureus的抑菌率分别为72.1%和84.2%。利用聚多巴胺(PDA)对氧化镁纳米粒子(Mg O)进行表面改性,同时复合纳米纤维素(NCC)制备聚多巴胺改性的Mg O/NCC复合纳米粒子(PDA-Mg O/NCC),并采用溶液共混方法制备(PDA-Mg O/NCC)/PLLA/PLCL复合材料。拉伸试验结果表明,当PDAMg O/NCC复合纳米粒子含量为4wt%时,复合材料的弹性模量、抗拉强度和断裂伸长率达到最大值;(PDA-Mg O/NCC)/PLLA/PLCL复合材料具有良好的热引发形状记忆效应,同时呈现良好的水诱导形状记忆效应,当PDA-Mg O/NCC复合纳米粒子含量为4wt%时,复合材料在40℃水环境中形状恢复率达到90.8%;添加PDA-Mg O/NCC复合纳米粒子加快了复合材料的降解速率,且使复合材料具有抗菌性能,当PDA-Mg O/NCC复合纳米粒子含量为4wt%时,复合材料对E.coli和S.aureus的抑菌率分别为72.8%和71.1%。
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