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                                近年来,形状记忆(SM)材料在生物医学领域得到了越来越多的关注,例如组织工程(自膨式心脑血管支架)和药物输送等。聚乳酸(PLLA)和聚乙烯醇(PVA)是典型的生物材料,具有良好的生物相容性,正成为SM研究的重要对象。以往SM PLLA体系面临响应温度高和亲水性差的问题,无法完全满足医疗健康需求;PVA凝胶很少涉及SM辅助自愈合,而且自愈合后PVA凝胶力学强度较低。基于上述问题,本文围绕聚四氢呋喃(PTMG),设计合成了不同分子结构、组成和性质的聚合物软开关,分别与PLLA和PVA复合,不但体系响应条件接近生物组织环境,而且力学性能得到改善,进一步研究了其衍生的亲水性、载药释放和自愈合等相关性能,主要内容如下:(1)为了使响应条件接近生物组织环境,本部分设计了di-PCL-(PMVS-s-PAA)-PCL-(PTMG)共聚物作为软开关,PLLA作为固定相,制备了低温水响应SM复合体系。由于聚合物软开关相的亲水性,复合膜的水接触角在20 min时降至12.0°,亲水性大大改善。形状固定率为92.0%的复合膜在潮湿环境下,吸水破坏了PAA侧链之间的氢键,以及PTMG是低熔点弹性体,辅助环境温度促进结晶区熔化成无定形链段,均促进了软开关大分子的运动,从而驱动固定相PLLA形状转换。于是水温从室温微升至40℃,恢复率即从75%上升到94.2%。同时,软开关弹性体在PLLA基质中均匀分散和良好的相互作用,导致SM复合膜显示出优异的韧性,断裂伸长率达到233.7%。本部分为开发响应条件接近生物组织环境的PLLA基SM复合体系,提供了理论和技术支持。(2)拓宽水响应SM体系在生物医学领域的应用,本部分以PTMG、醋酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸(AA)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4vi)为原料合成了两亲性聚合物作为软开关(PVAD),同时将水杨酸封装于PVAD中制成载药微粒,与PLLA复合,构成储库-基质型载药SM系统。由于PVAD的亲水性,水刺激开关相分子链松弛,所以在60℃水中时复合膜的恢复率提高到99%。同时载药对SM无负面影响。研究药物释放发现:在PBS溶液中,由于PVAD中软段PTMG的影响,水和热双重刺激PVAD分子活化,载药复合膜在25℃102 h仅释放了33.3%;到37℃时,PVAD分子运动活跃壳层形成孔洞,同时驱动PLLA链移动,18 h药物释放量达到了48.7%;而到60℃时,PVAD壳层松散破坏,加剧了PLLA链运动,仅在12 h就释放了84.0%的药物。载药复合膜重复3次SM,药物的释放加速。此外,含药PVAD/PLLA复合膜表现出29.8 MPa和44.6%的对称力学性能。本部分工作为构建具有治疗效果的SM生物材料,如组织工程和药物传输,进行了实验探索形成理论基础。(3)为了利用形状恢复辅助材料断面的重新接触完成愈合,本部分设计了含聚丙烯酸(PAA)和PTMG的聚合物(PAA-PTMG-PAA,di PAA-PTMG)作为软开关相,与PVA复合,制备SM辅助自愈合体系。复合膜的水溶胀率高达400%,同时di PAA-PTMG羧基与PVA羟基形成的强氢键作用,复合膜的屈服应力和断裂伸长率为25.97 MPa和141.2%。复合膜通过37℃水刺激形状恢复率为96.0%。SM过程释放了分子中存储的应变能并增加了大分子链的流动性,使断面靠近,断面中活跃的分子链的-OH和-COOH氢键重组,完成断面愈合。此外,随着愈合温度提高和愈合时间延长,愈合效果改善。愈合后抗拉强度保持在20.29 MPa,断裂伸长率提高到279.8%,克服了以往自愈合PVA材料较差力学性能的问题。细胞增殖和生长实验表明复合膜无细胞毒性。本部分工作为探索智能医用涂层、自愈合组织器件和可穿戴电子设备,提供有利的支持材料和理论研究。