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形状记忆聚合物(smps)可以对多种生理刺激做出反应,天津到重庆危险品运输-全国危险品物流从变形的临时状态恢复到最初的形状,因此在医疗设备中具有多种潜在应用,特别是在微创手术中。天津到重庆危险品运输-全国危险品物流smp提供了更易于调节的组分和结构,从而赋予多种生物功能。当smp用于生理环境中时,天津到重庆危险品运输-全国危险品物流水和热是常规的刺激物,用于形状恢复。通过将温度升高到过渡温度(ttrans)以上,如玻璃转变温度(tg)或熔融温度(tm),天津到重庆危险品运输-全国危险品物流以触发聚合物链的运动,实现热致形状记忆效应。天津到重庆危险品运输-全国危险品物流水敏感的smp通常通过降低过渡温度(ttrans)来促进分段的运动性。形状记忆聚氨酯(smpus)由于其多元分段结构,天津到重庆危险品运输-全国危险品物流引起了越来越多的关注。通过改变分子结构,smpus 允许尾部多种功能性,包括自愈合性能,可降解性,高模量和生物相容性。天津到重庆危险品运输-全国危险品物流例如,将亲水性分子如聚乙二醇(peg)或离子剂引入聚合物植入物中,可以显著提高其抗蛋白质吸附和抗污染能力。尽管smpus受到广泛的研究,但一个困难的问题被忽视或关注度较低,即形状恢复后的机械衰退问题。
热或水诱导的形状记忆聚合物(smps)通常用作生物医学应用的候选材料。天津到重庆危险品运输-全国危险品物流由于转变温度下聚合物链的增强柔性,形状恢复不可避免地导致杨氏模量的显著降低。在此,作者将相变诱导的形状记忆金属合金(smas)的增强原则引入到分子结构设计中,以形状记忆聚氨酯(smpus)为特色,其mdi硬段和侧链由与聚乙二醇(peg)悬挂相连的主链组成。天津到重庆危险品运输-全国危险品物流与传统smp不同的是,在形状恢复时,它们实现了由软到硬的转变。这种增强过程是由于硬片段和软peg片段之间的不相容性所致的,而水触发的片段重排驱动了增强过程。在水化过程中,天津到重庆危险品运输-全国危险品物流微相分离的程度得到增强,硬域变成了更连续的形态,以实现更有效的应力传递。同时,这种片段重排促进了在水化状态下的形状恢复过程,尽管最终玻璃转换温度(tg)增加了。我们的工作代表了smpu作为内镜阔径支架等微创手术材料,天津到重庆危险品运输-全国危险品物流同时集成平衡的力学、形状记忆性能和生物相容性的新典范。
s1:设计形状记忆聚氨酯以实现受niti合金启发的软到硬转换。a)形状记忆niti合金在形状恢复过程中的热引发软到硬转换机制(从马氏体向奥氏体的晶格畸变相变)。b)在形状恢复过程中,天津到重庆危险品运输-全国危险品物流形状记忆聚氨酯通过水引发变硬(更多的微相分离和硬相变为更连续的形态因水合作用而实现)。
作者受热引发晶格畸变和相分离概念的启发,天津到重庆危险品运输-全国危险品物流设计了一种新型的水触发硬化smpu,实现了软到硬的转换(图1a)。该聚合物仅由主链上的硬段组成,悬垂的peg链作为软段(称为sppu)(图1b)。与传统的主链上具有peg软段的pu(称为ppu)不同,证明开发的sppu具有新颖且出乎意料的行为。天津到重庆危险品运输-全国危险品物流浸泡在水中后,段的重新排列引发了微相分离过程,实现了从软到硬的转变。同时,即使tg最终增加,sppu在水化状态下也表现出平衡的形状记忆性能,具有增强的形状恢复比率(rr)。当可变形状的材料转移至37℃的水环境中时,形状恢复和硬化同时发生,类似于niti合金的行为。
sppu的合成路线详见s1图,进料比列列于s1表中。天津到重庆危险品运输-全国危险品物流合成过程通过大体聚合进行。简单来说,定量的ymer n-120在三口圆底烧瓶中在90摄氏度至100摄氏度的真空减压下脱水2小时,然后依次加入hmdi和有机铋,反应介质在70摄氏度下机械搅拌1小时。最后,bdo加入到三口瓶中并快速搅拌约1分钟,天津到重庆危险品运输-全国危险品物流混合物倒入聚四氟乙烯模具中。将聚四氟乙烯模具放入100摄氏度的烘箱中约6小时以使反应完全进行。ppus的合成方式类似。这里的“sppu-x”或 “ppu-x”表示摩尔进料比例(hmdi:yn-120或peg1000:bdo=x:x-1:1)(见s1表)。天津到重庆危险品运输-全国危险品物流聚氨酯溶于n. n-二甲基甲酰胺(dmf)中制成10% (w/v)溶液。然后将溶液转移到聚四氟乙烯模具中,在50摄氏度下烘干以获得薄膜(0.2-0.4mm)。支架是使用玻璃棒的浸渍涂层法制备的。聚氨酯在氯仿中溶解。溶液的浓度为10% (w/v)。湿样品在没有特别说明的情况下在水中浸泡24小时。
开发了一系列水触发硬化形状记忆聚氨酯,天津到重庆危险品运输-全国危险品物流它们的主链由硬段构成,侧链则由悬挂的peg软段构成。对于水合的sppu而言,分段重排导致微相分离增加,天津到重庆危险品运输-全国危险品物流形成连续的硬领域,便于应力传递,形态恢复时也实现了软到硬的转变。除了硬化外,sppu在水中的形状记忆性能得到了提升,尽管微相分离导致最终玻璃转化温度提高。此外,我们还探索了将pu应用于支架中,在物理条件下增强了径向力,能有效扩张腔道。天津到重庆危险品运输-全国危险品物流此外,在体内外,pu也被证明具有生物相容性。这项工作提供了一种新的构建优秀的smpu平衡机械性能、形状记忆性能和生物相容性的思路。