一、智能型水凝胶材料及其应用（论文文献综述）
邓胜超[1]（2021）在《利用二硒键构筑自修复水凝胶》文中指出水凝胶是通过物理或化学作用形成的具有交联三维纤维网络的软材料。其特点是含水量高和具有微孔结构,并且机械稳定性可调、生物相容性好。因此,水凝胶在再生医学和药物递送等领域备受关注。然而,水凝胶材料的使用不仅受到原本机械强度有限的桎梏,还需要满足不同环境下的特定需求。通过合理的设计,可以赋予水凝胶自愈能力和多种多样的响应行为。超分子作用与动态共价键具有刺激响应性,是构筑智能型水凝胶的理想驱动力。与传统的水凝胶相比,具有实现智能化的可能性。借助二硒键,我们制备了自修复蛋白质水凝胶,同时进行了机械性能增强和降解性质的研究,获得以下研究结果:1.含二硒键光响应自修复蛋白质水凝胶的构筑二硫键是一种生命体中常见的动态共价键,已得到了广泛研究。同时,同主族的二硒键键能比二硫键更低,在可见光下即可发生动态交换。现有含二硒键自愈材料一般将二硒键引入聚氨酯弹性体制备,以其他材料为载体的相关报道较少。在此,我们基于二硒键制备了一种光响应的自修复蛋白质水凝胶,通过在BSA蛋白与戊二醛构筑凝胶过程中,添加二硒化物,使得凝胶网络骨架中含有对光响应的部分。借助该策略,赋予了BSA蛋白质水凝胶在可见光照射下修复的能力。进一步探究了其修复的影响因素,发现了蛋白质含量和硒含量对修复而言存在着最适值。具体而言,蛋白质含量为14.4 wt%、硒含量为0.8 wt%的BSA-硒代胱胺水凝胶,经过16 h的光照后自愈率能够达到100%。试验中发现水凝胶的修复行为有典型的两类,对应着两种修复模式:动态共价键重新生成和链扩散。2.含二硒键蛋白质水凝胶强度的调控可见光照射下,二硒键发生的动态交换实现了常温下水凝胶高分子网络的重排,网络得以均匀化,从而起到增强的效果。在此,我们通过将二硒键引入蛋白质水凝胶,在光照16 h之后成功诱导含硒蛋白质水凝胶的模量产生大幅度增强,杨氏模量从0.015 MPa增至0.078 MPa。通过光照前后含硒水凝胶组织的SEM对比,清晰表明了水凝胶组织光照后产生的变化,充分证明了凝胶网络发生了均匀化。水凝胶在生物医学方面的应用,往往需要兼顾可降解的特性。二硒键-聚合物的结构能够通过多种方式破坏。在此,我们制备了一种多刺激响应的可降解水凝胶,既可以响应葡萄糖催化氧化过程中产生的过氧化氢,又可以响应高浓度的二硒化物溶液。通过向水凝胶中加入葡萄糖氧化酶（GOx）,48小时内水凝胶即可在0.2 M葡萄糖溶液中实现完全溶胶化。滴加少量10 wt%硒代胱胺溶液于水凝胶表面,30分钟内水凝胶即可发生显着的降解。
张春晓[2]（2021）在《基于多功能性POSS的生物可降解PDMAA纳米复合水凝胶》文中研究指明水凝胶因其具有的高渗透性、软湿性以及类人体组织特性,在生物医学领域表现出了巨大的应用价值。随着生物医学的发展,人们对水凝胶类生物材料的性能提出了更高的要求,能够同时优化这类材料的机械性能和生物性能,制备高性能水凝胶类生物材料显得尤为重要。常见的化学交联方式能够很大程度上改善水凝胶的机械性能,但大部分的常规化学交联剂不具备很好的生物相容性和生物可降解性,很大程度上限制了这类水凝胶在生物领域的应用,弥补这一缺点有效的方法是制备一种可生物降解且生物相容性好的交联剂替代常规化学交联剂,使水凝胶能够通过内部交联点的断裂进而发生降解。本论文主要是针对传统的聚N,N-二甲基丙烯酰胺（PDMAA）类水凝胶不可生物降解的缺点,设计合成了一种一端为碳碳双键,另一端为短链聚乳酸末端羟基的大分子单体,然后采用化学接枝的方法,通过一步反应制备了功能性多面体低聚倍半硅氧烷（以下简称GP-M）。以GP-M为多功能交联剂,制备了一系列低交联剂用量下的PDMAA/GP-M纳米复合水凝胶。并通过流变性能和扫描电镜测试证明了PDMAA/GP-M纳米复合水凝胶具有良好的成形性,且表现出致密、完善的内部三维网络结构。通过溶胀性能测试表明了GP-M的存在使水凝胶具有了可调节的溶胀行为。通过力学性能测试证实了GP-M可以显着增强水凝胶的力学强度,并赋予水凝胶优异的拉伸延展性;当GP-M含量相对于单体的质量分数为0.5 wt%时制备的纳米复合水凝胶,其伸长率可达1.4×103%,是对应条件下采用传统交联剂BIS制备的水凝胶伸长率的3倍以上。通过一系列的生物相容性表征验证了PDMAA/GP-M纳米复合水凝胶无细胞毒性、无胚胎毒性,并通过体外酶降解实验,证明了水凝胶具备生物可降解性。综合各项性能表征结果证实了我们制备的PDMAA/GP-M纳米复合水凝胶具有作为生物活性材料被应用的巨大潜能。
沈锋[3]（2020）在《半纤维素基自组装胶束及其复合水凝胶的构建与应用研究》文中研究指明以废弃生物质为原料,通过生物质精炼技术将其转化为环境友好的高附加值生物基材料和化学品是当前研究热点和重要的发展方向,符合国家重大战略需求,对于替代化石资源、发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会具有重要意义。本论文以溶解浆制浆过程中分离提取的半纤维素副产物为原料,通过对半纤维素的进行两亲性化学改性,获得了系列具有自缔合性质的半纤维素衍生物,分析了衍生物的化学结构和高分子链构象,研究了其自组装行为与结构的关系,并以半纤维素基自组装胶束为大分子交联点构建胶束复合水凝胶,阐明了自组装胶束对复合水凝胶的增韧机制,并初步研究了在聚合物水凝胶功能化中的应用。主要研究内容及结论如下:（1）利用多种分析对溶解浆中分离提取的半纤维素进行结构表征,发现其主要由线性的β-（1→4）糖苷键连接的D-木糖基单元组成。这种木聚糖基半纤维素能够完全溶解在二甲基亚砜中,其绝对分子质量（Mw）为57400 g/mol,静态光散射分析得到半纤维素的均方旋转半径（Rg）为150 nm,在溶液中以单分子链形态存在,其链构象为柔性线性链。采用不同链长的脂肪酸对半纤维素进行均相疏水酯化反应,合成了一系列具有相似取代度（0.27～0.31）、不同侧链长度的两亲性半纤维素接枝脂肪酸衍生物。改性后,半纤维素的结晶结构被破坏,热稳定性降低。半纤维素的柔性线性链构象转变为半纤维素接枝脂肪酸胶束的硬球构象。结果表明,半纤维素接枝脂肪酸衍生物可以在水溶液中自组装形成致密的核-壳结构胶束,其流体力学半径（Rh）在34～57 nm之间,均方旋转半径（Rg）在30～44 nm之间。随着疏水链段长度的增加,胶束的Rh,Rg,zeta电位和临界胶束浓度（CMC）逐渐降低。胶束的聚集数,及对疏水分子姜黄素（Cur）的负载和释放,均可通过调节疏水链长度来控制。（2）通过酯化改性制备两亲性半纤维素接枝月桂酸（H-LA）聚合物,然后在水溶液中通过疏水缔合相互作用自组装形成具有球形结构的纳米胶束（Rh=34.6 nm）,其分子链构象为硬球构象。然后在H-LA纳米胶束分散液中,与丙烯酰胺（AM）单体聚合形成H-LA/聚丙烯酰胺复合水凝胶。在复合水凝胶中,半纤维素胶束基于氢键作用与聚丙烯酰胺高分子网络互相连接,形成动态交联点,在复合水凝胶受力变形时,会通过分子间氢键作用、胶束变形以及胶束内部相互缠绕的链结构的改变等作用耗散能量,从而提高水凝胶的力学性能和抗疲劳性能。结果表明,随着复合水凝胶中H-LA胶束浓度的提高,水凝胶非共价物理交联的网络密度提高,水凝胶的力学性能有所提高。当胶束浓度为1%时,胶束复合水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率分别为0.175 MPa和1140%,与空白凝胶相比,分别提高了3.2倍和1.87倍,压缩应力则提高了4倍。（3）利用甲基丙烯酸缩水甘油酯对半纤维素接枝月桂酸（H-LA）进一步功能化,制备侧链具有不饱和双键和疏水长链的两亲性聚合物（H-LA-GMA）,并通过疏水缔合相互作用自组装形成双键功能化的球形纳米胶束。将这种胶束作为物理、化学交联点引入到聚丙烯酸-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯P（AA-co-DMAEMA）/海藻酸钠双网络水凝胶中,构建了具有pH响应、谷胱甘肽/乙二胺四乙酸（GSH/EDTA）协同响应的胶束复合水凝胶。结果表明,添加胶束后,水凝胶的力学性能有所提高。负载姜黄素的胶束交联到水凝胶网络中,可以实现药物缓释和响应性释放。在低pH下,水凝胶的平衡溶胀率增大,但力学性能降低,胶束和药物的扩散释放速率提高。双键功能化的水凝胶形成的网络结构更加致密,因而胶束和姜黄素扩散释放速率更慢,具有持久的药物缓释作用。水凝胶的EDTA/GSH刺激响应性结果表明,加入一定浓度的EDTA和GSH后,水凝胶的压缩强度明显降低,胶束和药物扩散释放速率加快,物理交联的胶束复合水凝胶完全降解为粘稠溶液状态;化学交联的胶束复合水凝胶中还保留部分胶束化学交联。胶束包载姜黄素后复合水凝胶具有良好的抗菌性、抗氧化性和生物相容性。（4）通过转酯化反应和硫醇-烯点击反应制备具有疏水长链和氨基功能化的半纤维素接枝聚合物,然后通过自组装形成纳米胶束。包载姜黄素后,形成Rh分别为56 nm和71 nm的载药胶束。将功能化的载药胶束引入到醛基化纳米纤维素（CNF-DA）和羧甲基壳聚糖（CCS）体系中,构建了一种基于动态亚胺键作用交联的具有抗菌、抗氧化和生物相容性的全生物质基可注射胶束复合水凝胶药物递送系统。研究发现,聚合物浓度的提高和氨基功能化半纤维素胶束的引入能加快凝胶化速度,并有助于提高水凝胶的交联密度和力学性能。这种胶束复合水凝胶具有pH敏感的溶胶-凝胶转变行为和姜黄素的释放行为。此外,负载姜黄素的胶束复合水凝胶具有良好的抗菌性、抗氧化性和生物相容性。综上所述,这种具有多功能的可注射载药胶束复合水凝胶材料在智能药物输送系统领域具有潜在的应用前景。
代继远[4]（2020）在《磁性PVA水凝胶软体机器人电磁驱动关键技术研究》文中认为软体机器人作为机器人领域研究中的重要内容,具有运动灵活、自由度高、环境适应能力强等特点,在生物工程、公共医疗以及军事领域应用广泛。智能水凝胶作为一种具有代表性的智能柔性材料,具有含水量高、柔软、力学特性强和良好的生物相容性,是最理想的软体机器人基体材料。本文以自主研发的Fe3O4/PVA磁性水凝胶为对象,以其作为软体机器人的基体,研究了一种软体机器人的组合线圈外磁场无揽驱动方法。首先,对Fe3O4/PVA磁性水凝胶进行制备与性能分析。采用水凝胶物理交联方式中的冻融法制备了不同组分配比的Fe3O4/PVA磁性水凝胶,通过对掺杂不同含量Fe3O4粒子和不同冻融次数的磁性水凝胶性能的研究,获得了具有良好溶胀性能和力学能以及磁学性能的磁性水凝胶作为软体机器人的基体材料。接着,以下两种线圈的组合是本文另一主要研究的重点,也就是亥姆霍兹与麦克斯韦。在对两种线圈的磁场原理的产生的分析基础之上,对新型的软体机器人以及该组合线圈外部磁场进行分析,得到外磁场驱动理论和均匀梯度磁场。基于以上研究两种组合线圈可产生新型软体机器人的驱动梯度磁力与磁转矩。本文最后进行了仿真验证理论结果,采用的方法是利用ANSYS有限元分析软件进行仿真学验证,基于理论分析,进行设计亥姆霍兹与麦克斯韦组合线圈模型,仿真结果验证理论与仿真值一致,基于一致的结果可以得到本文所设计的数学模型是可使用的。为使得本文的软体机器人得到驱动力进行自主运动,本文采用的方法是利用组合线圈的加载电流的调节和平移磁性新型机器人的所在管道,以此得到驱动力,即磁力转矩与梯度磁力。
夏蒙[5]（2020）在《聚（N-异丙基丙烯酰胺）基润湿性转变凝胶的制备及其性能研究》文中提出受外界刺激而改变其表面物理或化学性质的智能界面材料,吸引了学者们相当大的研究兴趣。有些智能界面材料在外部刺激下可以发生可逆润湿性变化,其在微流体设备、油水分离、自清洁和防雾表面以及传感器等方面具有巨大的应用潜力。在各种刺激中,温度刺激具有易实现、易控制、操作简单、绿色环保等优点,受到各国科学家的青睐。因此温度刺激响应型润湿性转变材料是目前最具研究价值的智能界面材料。作为最典型的温敏性聚合物聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）,其具有可逆相转变特性,已在许多领域中被普遍用作温敏性润湿性转变材料。但是目前所报道的这类基于PNIPAM润湿性转变材料的制备方法一般较为复杂,润湿性转变幅度较小,而且润湿性转变的机理仍不明确。因此深入研究和开发基于PINPAM水凝胶润湿性转变材料具有重要的理论意义及广阔的应用前景。基于目前PNIPAM基润湿性转变材料存在的问题,本论文主要研究内容如下:（1）均质PNIPAM水凝胶的制备和性能研究利用简单的自由基聚合方法,以N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联制备了PNIPAM水凝胶,通过调节合成过程中交联剂的用量,分析交联剂用量对水凝胶LSCT、溶胀率、力学性能以及润湿性转变的影响规律。研究发现当交联剂MBA与NIPAM摩尔比为3%时,制备的PNIPAM-03具有良好的温度响应性（LCST～32.7℃）,较低的溶胀率～153%,优异的抗压强度（～132.7k Pa）和最大程度的润湿性转变（油滴接触角从～154.8°降低到～129.6°）。（2）动力学模拟研究PNIPAM水凝胶的润湿性转变机理针对目前PNIPAM水凝胶润湿性转变机理不明了的问题,我们采用分子动力学模拟手段对合成的PNIPAM润湿性转变机理进行了深入研究。模拟结果发现PNIPAM聚合物链在相转变前后,链段从伸展态向卷曲态转变,并且聚合物周围第一水合层内水分子数从～349个下降到～231个。此外PNIPAM链的脱水主要源于异丙基周围水合层的变化,这一模拟结果揭示了PNIPAM水凝胶表面的润湿性转变机理,并为后面的实验开展提供了理论指导。（3）温度响应超润湿转变有机水凝胶的制备及其性能分析采用原位聚合法,以NIPAM为单体、以反应型聚硅氧烷纳米凝胶（RPN）为交联剂,制备具有温度响应性超润湿转变有机水凝胶（SHG）。研究证明制备的SHG-03具有优异的超润湿转换特性,具体来说低温（20℃）时材料表现为水下超疏油/油下超亲水性（OCA～151.5°,WCA～0°）,而高温（45℃）时表现为水下亲油/油下超疏水性（OCA～54.5°,WCA～156.9°）。经过10次升温降温循环后,材料表面仍可保持低温水下超疏油,高温油下超疏水。此外,该材料涂覆的玻璃纤维布具有可控的油水分离功能,油和水的分离效率均高达98%,在可控油水分离领域具有广泛的应用前景。
王晓羽[6]（2020）在《医用淀粉基水凝胶制备新工艺及性能》文中研究指明本文以氧化淀粉、氨基酸等来源丰富的天然高分子为原料,通过官能团间的席夫碱反应和酯化反应实现化学交联,微波辅助一步合成制备出具有优良可生物降解性和生物相容性的氧化淀粉基水凝胶,然后通过进一步的力学性能改性和形态结构改性,扩宽其应用范围。合成过程具有反应温和、原料绿色环保、工艺简单及产品性能优良等显着特点。本产品预期可用于生物医药及环境处理领域。首先使用微波辅助合成技术成功地制备了氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶,通过酯化和席夫碱反应构建了三维网络,并通过FT-IR、UV、SEM分析对化学交联结构进行了确证。研究了制备参数对水凝胶性能的影响规律,得到最佳制备参数为反应温度70℃,微波功率525 W,反应时间40 min,氧化淀粉:氨基酸:乙醇酸的配料比=1:0.3:1.75,制备的水凝胶具有8.2的溶胀平衡比和8.90x104 Pa的杨氏模量,展现出优异的抑菌性和较低的细胞毒性。其次选取来源丰富的天然多糖黄原胶作结构增强剂,对上述产品进行改性,制备出黄原胶/氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶。FT-IR和SEM分析表明,黄原胶的加入,对水凝胶的基本网络结构无明显影响,黄原胶只对整个结构中的空隙进行了填充,使得孔洞排布更加规则化,分布密集且大小也更加均匀,确定了黄原胶的最佳添加量,当加入黄原胶的质量占体系总质量的1.8%时,水凝胶具有8.9的溶胀平衡比和11.09x104 Pa的杨氏模量。最后,以化学交联水凝胶三维网络结构的稳定性为基础,将氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶经冷冻干燥、氮气气氛中炭化、二氧化碳气氛中活化及研磨步骤,制备出一种吸附性能优良的多孔炭材料。通过SEM和TEM观察到材料的孔密集分布且具有一定的连续性,与水凝胶网络的孔洞结构相似,孔洞以微孔和介孔为主,最大的孔径约为15 nm。利用此材料进行甲基橙吸附实验发现,在其他条件不变的情况下,炭化温度越高,对甲基橙的吸附速率就越快,吸附量也越大。
李顺英[7]（2020）在《基于甲基丙烯酸的pH敏感性水凝胶的制备及其作为口服胰岛素输送载体的研究》文中进行了进一步梳理目前皮下注射胰岛素仍然是临床上治疗糖尿病的主要手段,这种给药方式虽然简单有效,但会给患者带来疼痛,患者依从性差。口服给药因便于使用、依从性高及较少的不良反应而成为最受欢迎的给药方式。然而,胰岛素会被胃肠道消化酶降解失活以及肠道上皮细胞的低渗透性,导致直接口服会使胰岛素生物利用度很低。面对这样的挑战,一种解决方法就是使用一个能够保护胰岛素免受胃肠道消化酶的降解而失活、并能够增加胰岛素透过肠道上皮细胞的药物载体,实现控制释放。智能水凝胶是一类对外界刺激能产生响应的水凝胶,例如pH、离子强度、温度、磁场等外界刺激。其中,pH感应性水凝胶能够响应体内pH环境变化,而发生溶胀或消溶胀行为。因pH值不论在体外还是体内都是容易调控的刺激因素,所以pH感应性水凝胶被广泛用作药物载体。然而甲基丙烯酸制备的pH感应性水凝胶脆性较大,难以满足凝胶材料的使用性能要求,限制了其应用。通常,研究者通过增加交联剂用量的方法来提高水凝胶的机械强度,但是该方法具有一定的局限性,例如减少水凝胶的溶胀率。因此,本文中通过共聚物半式互穿网络技术制备了两种pH敏感性水凝胶,并对它们的pH敏感性进行了较为深入的研究,同时建立糖尿病大鼠模型,对其在胰岛素口服递送载体方面的应用进行了研究,论文的主要研究内容及研究结论具体如下:（1）以甲基丙烯酸（MAA）为单体,N,N’—亚甲基双丙烯酰胺（NNMBA）为交联剂,氧化还原系统过硫酸铵（APS）/四甲基乙二胺（TEMED）为引发剂,在羧甲基纤维素钠（CMC）存在的情况下,通过自由基共聚合反应制备了 pH敏感性CMC/PMAA半互穿网络水凝胶。通过FTIR、XRD、TGA、SEM等对水凝胶进行表征,证明了水凝胶成功合成;考察了 CMC/PMAA水凝胶在不同pH值条件的溶胀性质,结果表明该水凝胶具有良好的pH敏感性;在pH 1.2和6.8条件下研究了载药凝胶的体外释放行为,结果表明pH 6.8条件的胰岛素释放量明显大于pH 1.2条件下;细胞毒性试验表明该水凝胶具有良好的生物相容性;对胰岛素进行负载,考察口服载药凝胶在糖尿病大鼠模型中的降血糖效果,动物试验表明载药凝胶具有明显的降血糖作用,具有一定的缓释作用。这些结果表明,CMC/PMAA水凝胶是一种很有潜力的口服大分子蛋白类药物的载体。（2）以甲基丙烯酸羟丙酯（HPMA）和甲基丙烯酸（MAA）为单体,N,N’—亚甲基双丙烯酰胺（NNMBA）为交联剂,氧化还原系统过硫酸铵（APS）/四甲基乙二胺（TEMED）为引发剂,在线性分子聚乙烯醇（PVA）存在的情况下,通过自由基共聚合反应制备得到pH敏感性PVA/P（HPMA-co-MAA）半互穿网络水凝胶（PVA/PHM semi-IPN）。通过FTIR、XRD、TGA、SEM等对水凝胶进行表征,证明了水凝胶成功合成;考察了 PVA/PHM semi-IPN水凝胶在不同条件的溶胀性质,结果表明该水凝胶具有良好的pH和离子强度敏感性;在pH 1.2和6.8条件下研究了载药水凝胶的体外释放行为,结果表明pH 6.8条件的胰岛素释放量明显大于pH 1.2条件下;细胞毒性试验表明该水凝胶具有良好的生物相容性;对胰岛素进行负载,考察口服载药凝胶在糖尿病大鼠模型中的降血糖效果,动物试验表明载药凝胶具有明显的降血糖作用,具有一定的缓释作用。这些结果表明,PVA/PHM semi-IPN水凝胶在口服胰岛素药物载体方面具有潜在的应用价值。
高元仲[8]（2020）在《面向皮肤打印的真皮层血管化气动挤出打印研究》文中提出皮肤组织打印的基本原理是将能够实现各种功能的细胞和具有优良生物相容性的材料相结合,通过打印的方式构建细胞与生物材料的三维复合组织,其基本要素包括细胞、材料和打印构建方式。人工皮肤组织构建和使用的过程中,在没有血管的情况下,由于内部氧气和营养物质供给困难,会导致细胞活性不佳甚至死亡。所以人工构建的皮肤组织对于实现血管化有着非常迫切的需求。本学位论文基于课题组自主研发的生物三维打印系统,开展了适用于血管化皮肤组织的生物墨水设计及其打印方式的研究。在分析血管构建方式和皮肤打印需求的基础上,设计了面向皮肤打印的生物墨水,研究了生物墨水中Gel MA水凝胶材料的生物相容性和可打印性,并提出了与之相适应的不同浓度复合打印策略,最后使用该生物墨水和打印策略成功打印了血管化的真皮组织。论文主要展开的工作内容如下:一、水凝胶材料的生物相容性及内皮细胞微血管生成研究。分析微血管生成常用材料的特性,结合皮肤打印的特点和需求,选用了最适用于皮肤打印的Gel MA水凝胶材料并通过微观孔隙结构观察、内皮细胞微血管生成等实验研究了其生物相容性与浓度的关系。二、水凝胶材料的流变特性及挤出式打印研究。对不同浓度的Gel MA水凝胶材料进行了剪切应力、损耗模量和储能模量的测定,并基于课题组自主研发的生物三维打印系统进行了不同浓度Gel MA水凝胶的气动挤出打印及支架模型打印研究,从理论和实验两个方面研究了Gel MA水凝胶的可打印性与其浓度的关系。三、不同浓度复合打印策略及自由图案打印研究。针对Gel MA水凝胶生物相容性与浓度负相关、可打印性与浓度正相关的矛盾,提出了采用不同浓度复合打印的策略,并通过测量不同浓度Gel MA水凝胶的气动挤出纤维直径和改良打印控制参数优化了模型设计过程及打印结果,提出了自由图案打印的方案并进行了含有字母图案的不同浓度复合水凝胶模型的打印。四、血管化皮肤模型设计及血管化真皮层组织打印研究。针对皮肤打印及表皮分化过程对于组织结构形状的要求,设计了血管化皮肤模型及其打印构建方案,使用自主设计的生物墨水,采用不同浓度Gel MA水凝胶复合打印策略,进行了血管化真皮层组织的打印构建,并对打印后细胞存活率和微血管生成情况进行了观察。
林鹏[9]（2019）在《基于3D打印的水凝胶软体驱动器研究》文中研究说明在人造肌肉、软体机器人等领域,可以响应诸如温度、湿度、电场、磁场、pH等环境变化并产生形变的智能型软体材料备受关注。其中智能型水凝胶材料,其可以在受到外界环境（如温度、湿度、电场、磁场、pH、光）刺激时可以发生溶胀或者收缩等变形行为,同时其具备环境相容性好,易于驱动和生物相容性好等特点,已被广泛应用于软体机器人领域。在智能型水凝胶软体驱动器研究领域,水凝胶软体驱动器通常是通过模具浇筑、挤出式打印以及光刻图案法等方式制造。这些加工工艺无法进行复杂水凝胶软体驱动器制造。为了克服这个难点,本文使用光固化3D打印技术进行水凝胶软体驱动器研究。相比于传统加工工艺,光固化3D打印具备单次打印成型速度快,可成型复杂结构以及成型精度高等优势。本文采用电响应水凝胶材料,结合光固化3D打印技术进行软体驱动器研究。本文从电响应水凝胶电致变形机理、电响应水凝胶材料制备及其表征、水凝胶材料光固化3D打印、电响应水凝胶软体驱动器设计及实验等方面展开研究,具体研究内容及结论如下:（1）分析电响应水凝胶电致变形机理,制备出可以应用于光固化3D打印的聚乙二醇二丙烯酸酯/聚丙烯酸共聚水凝胶。搭建水凝胶光固化3D打印系统,并编写应用于水凝胶光固化3D打印系统的上位机控制软件,在此基础上,完成电活性水凝胶光固化3D打印工艺参数研究,研究表明电活性水凝胶3D打印可以实现复杂结构成型,同时成型速度快、精度高。（2）对电响应水凝胶溶胀率以及含水量等特征进行实验测量,电响应水凝胶含水量可达80%以上,具备较好的水含量,同时其溶胀率最高可达约300%。此外,使用光固化3D打印系统打印电响应水凝胶样件,从材料配比、电解质溶液浓度、样件厚度以及电解质溶液所施加电压幅值等方面对其电响应驱动特性进行研究。实验表明,较为细长的电响应水凝胶具备更快的响应速度同时其弯曲角度与响应速度随着电压的增加而增加。（3）基于电响应水凝胶的电响应驱动特性,使用水凝胶光固化3D打印系统,设计并制作出仿鱼尾柔性驱动器驱动器、推进柔性驱动器以及电响应水凝胶柔性手爪。通过实验验证电响应水凝胶驱动器具备较好的驱动性能,可应用于软体机器人驱动,同时使用光固化3D打印系统可以实现驱动器的快速制造。
孟德悦[10]（2019）在《聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶的制备与性能研究》文中研究说明水凝胶材料具有亲水性强、含水率高、生物相容性良好及一定的成膜性、力学性能与弹性等优点,自20世纪60年代以来被广泛研究。聚乙烯醇（PVA）的链结构简单规整并含有大量的羟基、无毒副作用,由其制备的水凝胶易于成型、化学性质稳定,因此以PVA为基质的水凝胶一直是水凝胶材料的研究热点,并被广泛应用在园林农艺、日用化工、环境保护及食品工业等领域。PVA水凝胶还具有优良的生物相容性与降解性,被视为是一种较理想的生物材料,在生物医学领域具有重要的潜在应用。目前,基于PVA水凝胶的研究,已经突破了单一基质与技术的局限,将PVA与天然聚合物、合成高分子及纳米粒子等材料进行复合,以克服单一水凝胶在力学性能与生物活性等方面的不足,并赋予其新的特性,拓展了PVA基水凝胶的应用范围。本研究将羟基磷灰石（HA）引入PVA水凝胶中,采用原位制备法在PVA水溶液中合成HA纳米粒子,结合循环冻融及辐射交联的成型技术,制备了PVA/HA复合水凝胶,并对产物的结构、力学性能、交联程度及生物活性进行了评价。取得的研究成果如下:1.将原位合成法与循环冻融成型技术相结合,制得一系列物理交联PVA/HA复合水凝胶。探讨了pH值为10的条件下,原位合成过程中PVA与HA的相互作用机理。通过调节PVA与HA的比例,实现对复合水凝胶的多孔结构、力学性能、含水率及吸水率的调控。在循环冻融前调节体系pH至中性,探讨了pH值对复合水凝胶结构与性能的影响。2.采用辐射交联与循环冻融相结合的方法,合成了一系列双交联网络PVA/HA复合水凝胶,并对其形成过程进行了研究。探讨了电子束辐射剂量对复合水凝胶结构、交联程度及力学性能的影响。辐射剂量的适量增加会促使PVA/HA复合水凝胶的结构更加致密、交联程度与抗拉伸性能逐渐提升;辐射剂量过高,降解作用逐渐明显,复合水凝胶的抗拉伸性能与交联度有所下降。3.配置模拟体液（SBF）,对辐射-冷冻双交联PVA/HA复合水凝胶进行了体外培养。分析了培养过程中SBF与复合水凝胶间的相互作用。对不同培养时间下复合水凝胶的结构、形貌、含水量及抗拉伸性能的变化进行探究。在培养的过程中,HA的晶体结构进一步完善,PVA骨架逐渐增厚,孔隙率逐渐降低。PVA/HA复合水凝胶在SBF中能够保持一定的含水量与抗拉伸性能,稳定性较高,有望应用在骨组织工程领域。
二、智能型水凝胶材料及其应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、智能型水凝胶材料及其应用（论文提纲范文）
（1）利用二硒键构筑自修复水凝胶（论文提纲范文）
| 英文缩写词表 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 自修复凝胶 |
| 1.2 含修复剂型自愈高分子材料 |
| 1.2.1 微胶囊型自修复材料 |
| 1.2.2 微管型自修复 |
| 1.3 本征型自修复材料 |
| 1.3.1 物理凝胶 |
| 1.3.1.1 疏水相互作用 |
| 1.3.1.2 氢键 |
| 1.3.1.3 主客体相互作用 |
| 1.3.1.4 静电相互作用 |
| 1.3.1.5 金属配位 |
| 1.3.2 化学凝胶 |
| 1.3.2.1 亚胺键 |
| 1.3.2.2 二硫键 |
| 1.3.2.3 二硒键 |
| 1.4 超分子作用与动态共价键在水凝胶中的应用 |
| 1.4.1 形状记忆 |
| 1.4.2 刺激性机械性能变化 |
| 1.5 本文立论依据 |
| 第二章 含二硒键光响应自修复蛋白质水凝胶的构筑 |
| 2.1 设计思路 |
| 2.2 实验试剂与仪器 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 合成路线 |
| 2.3.2 制备BSA-硒代胱胺水凝胶 |
| 2.3.3 BSA-硒代胱胺水凝胶的修复 |
| 2.3.4 拉伸测试 |
| 2.3.5 流变测试 |
| 2.3.6 修复结果评价 |
| 2.4 实验结果与讨论 |
| 2.4.1 探究最优凝胶化条件 |
| 2.4.2 影响修复的因素研究 |
| 2.4.3 修复模式的研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 含二硒键蛋白质水凝胶强度的调控 |
| 3.1 设计思路 |
| 3.2 实验试剂与仪器 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 制备BSA-硒代胱胺水凝胶 |
| 3.3.2 凝胶的降解 |
| 3.3.3 拉伸测试 |
| 3.3.4 流变测试 |
| 3.3.5 β-半乳糖苷酶试验 |
| 3.3.6 含硒蛋白质水凝胶的细胞毒性实验 |
| 3.3.7 扫描电子显微镜样品的制备 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.4.1 光照增强的研究 |
| 3.4.2 多刺激响应降解的研究 |
| 3.4.3 细胞毒性实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（2）基于多功能性POSS的生物可降解PDMAA纳米复合水凝胶（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 水凝胶 |
| 1.2.1 水凝胶的定义 |
| 1.2.2 水凝胶的分类 |
| 1.2.3 水凝胶的应用 |
| 1.3 生物可降解水凝胶 |
| 1.3.1 降解机理 |
| 1.3.2 应用 |
| 1.4 纳米复合水凝胶 |
| 1.4.1 纳米复合水凝胶分类 |
| 1.4.2 纳米复合水凝胶制备方法 |
| 1.4.3 纳米复合水凝胶应用 |
| 1.5 多面体低聚倍半硅氧烷(POSS) |
| 1.5.1 POSS的结构与性质 |
| 1.5.2 POSS的应用 |
| 1.5.3 基于POSS修饰的纳米复合水凝胶 |
| 1.6 课题的提出 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 实施方案 |
| 2 多功能性POSS的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 大分子单体PDLLA-HEMA的合成 |
| 2.2.3 多功能性POSS(G-P-M)的制备 |
| 2.3 测试与表征 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 PDLLA-HEMA、G-POSS与 G-P-M结构表征 |
| 2.4.2 GP-M接枝率的优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 PDMAA/G-P-M纳米复合水凝胶 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 PDMAA/GP-M纳米复合水凝胶的制备 |
| 3.2.3 PDMAA/GP-M纳米复合水凝胶生物相容性评价 |
| 3.2.4 PDMAA/GP-M纳米复合水凝胶生物降解性评价 |
| 3.3 测试与表征 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 PDMAA/G-P-M纳米复合水凝胶的结构 |
| 3.4.2 PDMAA/G-P-M纳米复合水凝胶的性能 |
| 3.4.2.1 流变性能 |
| 3.4.2.2 力学性能 |
| 3.4.2.3 溶胀行为 |
| 3.4.2.4 生物相容性 |
| 3.4.2.5 生物可降解性 |
| 3.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士研究生期间发表的学术论文目录 |
（3）半纤维素基自组装胶束及其复合水凝胶的构建与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 英文缩略表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半纤维素概述 |
| 1.2.1 半纤维素的化学结构 |
| 1.2.2 半纤维素的理化性质 |
| 1.2.3 半纤维素的改性及功能材料 |
| 1.3 两亲性天然高分子聚合物 |
| 1.3.1 两亲性天然高分子聚合物的性质及合成 |
| 1.3.2 两亲性天然高分子聚合物的自组装 |
| 1.3.3 两亲性天然高分子聚合物的主要应用 |
| 1.3.4 两亲性半纤维素的合成与自组装胶束 |
| 1.4 水凝胶的概述 |
| 1.4.1 水凝胶的分类 |
| 1.4.2 基于高分子聚集体交联单元的水凝胶 |
| 1.4.3 水凝胶生物医学材料及其应用 |
| 1.4.4 半纤维素基水凝胶 |
| 1.5 选题目的、意义和研究内容 |
| 1.5.1 选题的目的和意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 半纤维素的疏水改性及其胶束化行为研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料与试剂 |
| 2.2.2 半纤维素接枝脂肪酸衍生物的合成 |
| 2.2.3 半纤维素接枝脂肪酸自组装胶束和姜黄素负载胶束(Cur/M)的制备 |
| 2.2.4 半纤维素及半纤维素接枝脂肪酸衍生物的结构表征 |
| 2.2.5 半纤维素接枝脂肪酸自组装胶束的表征 |
| 2.2.6 半纤维素接枝脂肪酸自组装胶束的稳定性 |
| 2.2.7 Cur/M的包载量和包封率 |
| 2.2.8 Cur/M的药物释放实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 阔叶木溶解浆半纤维素的化学结构和链构象 |
| 2.3.2 半纤维素接枝脂肪酸衍生物的制备及其胶束化研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 半纤维素胶束对高分子凝胶的增强性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 原料与试剂 |
| 3.2.2 H-LA接枝聚合物的合成及胶束的自组装 |
| 3.2.3 胶束复合水凝胶的制备 |
| 3.2.4 胶束复合水凝胶的力学性能测试 |
| 3.2.5 胶束复合水凝胶的剪切流变性能测试 |
| 3.2.6 胶束复合水凝胶的溶胀性能测试 |
| 3.2.7 胶束复合水凝胶的形貌表征 |
| 3.2.8 胶束复合水凝胶的激光共聚焦显微镜表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 H-LA聚合物的合成及胶束的自组装行为 |
| 3.3.2 胶束复合水凝胶的形成机理 |
| 3.3.3 胶束复合水凝胶的力学性能 |
| 3.3.4 胶束复合水凝胶的能量耗散和抗疲劳性能 |
| 3.3.5 胶束复合水凝胶的剪切流变性能 |
| 3.3.6 胶束复合水凝胶的形貌分析 |
| 3.3.7 胶束复合水凝胶的溶胀性能 |
| 3.3.8 胶束复合水凝胶拉伸形变的机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双键功能化半纤维素胶束及其复合水凝胶的构建与应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 原料与试剂 |
| 4.2.2 H-LA和甲基丙烯酰化H-LA聚合物(H-LA-GMA)的合成及表征 |
| 4.2.3 Cur/H-LA和 Cur/H-LA-GMA胶束的制备 |
| 4.2.4 胶束复合水凝胶的制备 |
| 4.2.5 胶束复合水凝胶的力学性能测试 |
| 4.2.6 胶束复合水凝胶的形貌观察 |
| 4.2.7 胶束复合水凝胶的溶胀性能 |
| 4.2.8 胶束复合水凝胶的pH响应体外胶束扩散和药物释放行为 |
| 4.2.9 胶束复合水凝胶的EDTA和 GSH响应体外胶束扩散和药物释放行为 |
| 4.2.10 胶束复合水凝胶的抗菌性能 |
| 4.2.11 胶束复合水凝胶的抗氧化性能 |
| 4.2.12 胶束复合水凝胶的细胞相容性测定 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 双键功能化半纤维素聚合物的合成及胶束的自组装 |
| 4.3.2 双键功能化胶束复合水凝胶的形成机制及响应性 |
| 4.3.3 胶束复合水凝胶的力学性能 |
| 4.3.4 胶束复合水凝胶的微观形貌 |
| 4.3.5 胶束复合水凝胶的溶胀性能 |
| 4.3.6 胶束复合水凝胶的pH响应性 |
| 4.3.7 胶束复合水凝胶中胶束的扩散及姜黄素释放行为 |
| 4.3.8 胶束复合水凝胶的EDTA和GSH刺激响应性 |
| 4.3.9 胶束复合水凝胶的抗菌性和抗氧化性 |
| 4.3.10 胶束复合水凝胶的细胞活性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 动态共价键交联半纤维素胶束复合水凝胶的构建及应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 原料与试剂 |
| 5.2.2 醛基化纳米纤维素的制备 |
| 5.2.3 甲基丙烯酰化半纤维素(GMAH)的合成及表征 |
| 5.2.4 烷基化和氨基化半纤维素聚合物的合成及表征 |
| 5.2.5 Cur/GMAH-NDM和Cur/GMAH-NDM-NH_2胶束的制备 |
| 5.2.6 胶束复合水凝胶的制备 |
| 5.2.7 胶束复合水凝胶的凝胶化测试 |
| 5.2.8 胶束复合水凝胶的力学性能测试 |
| 5.2.9 胶束复合水凝胶的溶胀性能测试和形貌表征 |
| 5.2.10 胶束复合水凝胶的pH响应体外药物释放行为 |
| 5.2.11 胶束复合水凝胶的抗菌性能 |
| 5.2.12 胶束复合水凝胶的抗氧化性能测试 |
| 5.2.13 胶束复合水凝胶的细胞相容性测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 醛基化纳米纤维素的制备 |
| 5.3.2 GMAH-NDM和GMAH-NDM-NH_2聚合物的合成及结构表征 |
| 5.3.3 Cur/GMAH-NDM和Cur/GMAH-NDM-NH_2载药胶束的制备及表征 |
| 5.3.4 姜黄素负载的胶束复合水凝胶的形成机理 |
| 5.3.5 胶束复合水凝胶的形貌分析 |
| 5.3.6 胶束复合水凝胶的力学性能 |
| 5.3.7 胶束复合水凝胶的溶胀性能 |
| 5.3.8 胶束复合水凝胶的体外释放行为 |
| 5.3.9 胶束复合水凝胶的抗菌性和抗氧化性 |
| 5.3.10 胶束复合水凝胶的细胞活性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 一、结论 |
| 二、本论文的创新之处 |
| 三、对未来工作的建议 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）磁性PVA水凝胶软体机器人电磁驱动关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外软体机器人研究现状 |
| 1.2.1 软体机器人的制造工艺 |
| 1.2.2 软体机器人的驱动方式 |
| 1.3 课题提出及本文主要研究内容 |
| 第2章 PVA磁性水凝胶材料体系制备与性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磁性水凝胶的制备 |
| 2.2.1 实验材料及仪器 |
| 2.2.2 Fe_3O_4/PVA磁性水凝胶的制备 |
| 2.3 磁性水凝胶的性能测试 |
| 2.3.1 Fe_3O_4/PVA磁性水凝胶的形貌结构 |
| 2.3.2 Fe_3O_4/PVA磁性水凝胶的溶胀性能 |
| 2.3.3 Fe_3O_4/PVA磁性水凝胶的力学性能 |
| 2.3.4 Fe_3O_4/PVA磁性水凝胶的磁学性能 |
| 2.3.5 软体机器人基体 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 磁性软体机器人的外磁场驱动理论 |
| 3.1 磁驱动原理 |
| 3.1.1 磁现象本质 |
| 3.1.2 磁场力相关理论公式 |
| 3.1.3 磁场转矩相关理论公式 |
| 3.2 组合线圈磁场特性研究 |
| 3.2.1 亥姆霍兹线圈模型 |
| 3.2.2 麦克斯韦线圈模型 |
| 3.2.3 组合线圈驱动原理分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 软体机器人外磁驱动系统的设计与仿真 |
| 4.1 组合线圈设计 |
| 4.2 组合线圈磁场仿真分析 |
| 4.2.1 电磁场仿真分析基本原理 |
| 4.2.2 ANSYS电磁场有限元法 |
| 4.2.3 线圈磁场仿真分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 组合线圈磁场计算及可控磁场的实现 |
| 5.1 组合线圈空间磁场计算与分析 |
| 5.2 微型软体机器人可控磁场的实现 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）聚（N-异丙基丙烯酰胺）基润湿性转变凝胶的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 智能水凝胶材料 |
| 1.1.1 光敏感性水凝胶 |
| 1.1.2 p H敏感性水凝胶 |
| 1.1.3 电场敏感性水凝胶 |
| 1.1.4 磁场响应性水凝胶 |
| 1.1.5 温度响应性水凝胶 |
| 1.1.6 气体响应性水凝胶 |
| 1.1.7 离子响应性水凝胶 |
| 1.2 润湿性转变材料 |
| 1.2.1 界面润湿性理论 |
| 1.2.2 润湿性转变材料及其应用 |
| 1.3 选题目的和意义 |
| 第二章 智能润湿性PNIPAM水凝胶的制备与性能研究 |
| 引言 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.1.1 实验试剂及规格 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验步骤 |
| 2.2.1 采用不同交联剂用量制备PNIPAM水凝胶 |
| 2.2.2 PNIPAM水凝胶表面的制备 |
| 2.3 结构测试与性能表征 |
| 2.3.1 傅里叶红外光谱分析(FT-IR) |
| 2.3.2 差示扫描量热法分析 |
| 2.3.3 溶胀性能测试 |
| 2.3.4 抗压强度测试 |
| 2.3.5 浸润性测试 |
| 2.3.6 表面形貌表征 |
| 2.3.7 共聚焦拉曼光谱测试 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 傅里叶红外光谱分析(FT-IR) |
| 2.4.2 差示扫描量热法分析(DSC) |
| 2.4.3 溶胀性能测试 |
| 2.4.4 压缩性能分析 |
| 2.4.5 表面形貌表征 |
| 2.4.6 润湿性测试 |
| 本章小结 |
| 第三章 动力学模拟研究PNIPAM水凝胶的润湿性转变机理 |
| 引言 |
| 3.1 分子动力学 |
| 3.1.1 基本原理 |
| 3.1.2 分子力场 |
| 3.1.3 周期性边界条件 |
| 3.1.4 系综简介 |
| 3.1.5 分子动力学模拟流程 |
| 3.2 PNIPAM聚合物链的动力学模拟 |
| 3.2.1 PNIPAM分子模型构建 |
| 3.2.2 PNIPAM高分子链的力场参数设定 |
| 3.3 分子动力学模拟结果与讨论 |
| 3.3.1 温度对聚合物链构象的影响 |
| 3.3.2 温度对聚合物链周围水分子的影响 |
| 3.3.3 PNIPAM聚合物链周围水分布变化的宏观表现 |
| 本章小结 |
| 第四章 温度响应超润湿转变PNIPAM有机水凝胶的制备及其性能研究 |
| 引言 |
| 4.1 实验试剂和仪器 |
| 4.1.1 实验试剂及规格 |
| 4.1.2 实验仪器 |
| 4.2 实验步骤 |
| 4.2.1 制备一系列具有不同烷基链长的反应型聚硅氧烷纳米粒子 |
| 4.2.2 采用不同用量RPN制备空间异质有机水凝胶 |
| 4.2.3 制备智能型润湿性转变网膜 |
| 4.3 结构测试与性能表征 |
| 4.3.1 扫描电子显微镜及能谱连用(SEM-EDS)观察 |
| 4.3.2 傅里叶红外光谱分析(FT-IR) |
| 4.3.3 准弹性光散射分析 |
| 4.3.4 差示扫描量热法分析 |
| 4.3.5 光学显微镜观察 |
| 4.3.6 润湿性测试 |
| 4.3.7 可控油水分离测试 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 傅里叶红外光谱分析(FT-IR) |
| 4.4.2 准弹性光散射分析 |
| 4.4.3 差示扫描量热法分析(DSC) |
| 4.4.4 RPN_(-12)用量对有机水凝胶润湿性的影响 |
| 4.4.5 RPN链长对有机水凝胶润湿性的影响 |
| 4.4.6 有机水凝胶智能润湿性转变的循环稳定性研究 |
| 4.4.7 温度对SHG表面形貌的影响 |
| 4.4.8 有机水凝胶表面的FESEM-EDS分析 |
| 4.4.9 有机水凝胶润湿性转变机理模型 |
| 4.4.10 可控油水分离性能 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）医用淀粉基水凝胶制备新工艺及性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 淀粉及其衍生物应用 |
| 1.1.1 淀粉 |
| 1.1.2 变性淀粉 |
| 1.2 水凝胶概述 |
| 1.2.1 水凝胶的分类 |
| 1.2.2 水凝胶在医学领域的应用 |
| 1.3 微波辅助反应技术进展 |
| 1.3.1 水凝胶的典型制备方法 |
| 1.3.2 微波辅助合成技术概述 |
| 1.3.3 微波辅助技术在水凝胶领域的应用 |
| 1.4 本课题的研究意义和内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 本论文的主要创新点 |
| 第2章 氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的制备与表征 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料和仪器 |
| 2.2.2 氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的制备 |
| 2.2.3 氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的溶胀能力测定 |
| 2.2.4 氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的力学性能测试 |
| 2.2.5 氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的结构表征 |
| 2.2.6 氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的抗菌性测试 |
| 2.2.7 氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的细胞毒性测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 微波辅助合成反应参数的确定 |
| 2.3.2 原料配比的确定 |
| 2.3.3 水凝胶三维网络结构形成的反应机理解析 |
| 2.3.4 氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的结构表征 |
| 2.3.5 水凝胶的抗菌性分析 |
| 2.3.6 水凝胶的细胞毒性分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 黄原胶/氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的制备与表征 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 原料和仪器 |
| 3.2.2 黄原胶/氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的制备 |
| 3.2.3 黄原胶/氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的溶胀能力测定 |
| 3.2.4 黄原胶/氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的力学性能测试 |
| 3.2.5 黄原胶/氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶的结构表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 黄原胶的适宜添加量 |
| 3.3.2 黄原胶/氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸(X/O-A-G)交联水凝胶的结构表征 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 氧化淀粉-氨基酸-乙醇酸交联水凝胶基多孔炭制备及吸附性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 原料和仪器 |
| 4.2.2 多孔炭材料的制备 |
| 4.2.3 多孔炭材料的结构表征 |
| 4.2.4 多孔炭材料对水溶液中甲基橙的吸附性能评价 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 多孔炭材料的微观形貌表征 |
| 4.3.2 微孔碳吸附甲基橙的动力学规律 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（7）基于甲基丙烯酸的pH敏感性水凝胶的制备及其作为口服胰岛素输送载体的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 胰岛素给药方式的研究进展 |
| 1.2.1 注射方式给药 |
| 1.2.2 非注射给药方式 |
| 1.3 在胃肠道中影响胰岛素口服吸收的因素 |
| 1.3.1 物理屏障 |
| 1.3.2 酶屏障 |
| 1.3.3 胰岛素的化学物理稳定性 |
| 1.4 口服胰岛素聚合物递送载体 |
| 1.5 水凝胶 |
| 1.5.1 水凝胶定义 |
| 1.5.2 水凝胶的分类 |
| 1.5.3 水凝胶的制备方法 |
| 1.5.4 水凝胶在给药系统中的应用 |
| 1.6 本文研究目的及研究内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 半互穿网络水凝胶羧甲基纤维素钠/聚甲基丙烯酸(CMC/PMAA)的制备及其用于胰岛素口服给药载体 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要原料与仪器 |
| 2.2.2 CMC/PMAA semi-IPN水凝胶的制备 |
| 2.2.3 CMC/PMAA semi-IPN水凝胶的结构表征 |
| 2.2.4 CMC/PMAA semi-IPN水凝胶溶胀性能的研究 |
| 2.2.5 药物负载及体外释放研究 |
| 2.2.6 水凝胶的细胞毒性测试 |
| 2.2.7 体内动物实验 |
| 2.2.8 统计学分析 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 CMC/PMAA semi-IPN水凝胶的合成 |
| 2.3.2 CMC/PMAA semi-IPN水凝胶表征 |
| 2.3.3 CMC/PMAA semi-IPN水凝胶的溶胀性能研究 |
| 2.3.4 水凝胶药物负载及体外释放研究 |
| 2.3.5 细胞毒性评价 |
| 2.3.6 体内降血糖作用考察 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 聚乙烯醇/聚(甲基丙烯酸羟丙酯-co-甲基丙烯酸)(PVA/P(HPMA-co-MAA)半互穿网络水凝胶的制备及其用于胰岛素口服给药载体 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要原料与仪器 |
| 3.2.2 PVA/PHM semi-IPN水凝胶的制备 |
| 3.2.3 PVA/PHM semi-IPN水凝胶的表征 |
| 3.2.4 PVA/PHM semi-IPN水凝胶的溶胀性能测定 |
| 3.2.5 水凝胶药物负载及体外释放评估 |
| 3.2.6 水凝胶的细胞毒性评价 |
| 3.2.7 动物实验研究 |
| 3.2.8 统计学分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PVA/PHM semi-IPN水凝胶的制备 |
| 3.3.2 PVA/PHM semi-IPN水凝胶的表征分析 |
| 3.3.3 PVA/PHM semi-IPN水凝胶的溶胀性能研究 |
| 3.3.4 水凝胶药物负载及体外释放考察 |
| 3.3.5 细胞毒性测试 |
| 3.3.6 体内降血糖效果考察 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间成果 |
| 致谢 |
（8）面向皮肤打印的真皮层血管化气动挤出打印研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物3D打印技术 |
| 1.1.1 打印技术原理 |
| 1.1.2 打印技术方法 |
| 1.2 血管化组织生物3D打印方法研究 |
| 1.2.1 血管的类型、结构及功能 |
| 1.2.2 血管化的研究意义 |
| 1.2.3 血管化组织构建方法及研究现状 |
| 1.2.4 总结及结论 |
| 1.3 皮肤打印及其血管化 |
| 1.3.1 皮肤及皮肤替代品 |
| 1.3.2 血管化人工皮肤组织研究 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 可生成微血管的含细胞生物墨水研究 |
| 2.1 水凝胶材料特性及选择 |
| 2.1.1 基质胶(Matrigel) |
| 2.1.2 纤维蛋白原(Fibrinogen) |
| 2.1.3 甲基丙烯酸酐化明胶(Gelatin methacrylate,Gel MA) |
| 2.1.4 分析选择结果 |
| 2.2 GelMA水凝胶微结构观测 |
| 2.3 内皮细胞和成纤维细胞的培养 |
| 2.3.1 细胞培养增殖 |
| 2.3.2 细胞共培养测试 |
| 2.4 HUVECs细胞成管测试 |
| 2.4.1 Gel MA水凝胶表面HUVECs细胞成管测试 |
| 2.4.2 Gel MA水凝胶内HUVECs细胞成管测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 GelMA水凝胶的气动挤出打印研究 |
| 3.1 双喷头全温控气动挤出生物打印系统 |
| 3.2 GelMA水凝胶的流变特性测试 |
| 3.2.1 剪切应力-温度曲线测定 |
| 3.2.2 储能模量-温度曲线及损耗模量-温度曲线测定 |
| 3.3 GelMA水凝胶的气动挤出测试 |
| 3.3.1 测试方法 |
| 3.3.2 GelMA水凝胶的气动挤出测试结果分析 |
| 3.4 GelMA水凝胶的打印成形性测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 血管化真皮层组织的复合打印研究 |
| 4.1 复合打印策略的提出 |
| 4.2 GelMA水凝胶复合打印策略研究 |
| 4.2.1 挤出纤维直径测试 |
| 4.2.2 自由图案GelMA水凝胶打印 |
| 4.3 面向皮肤打印的圆形GelMA水凝胶模型设计及打印研究 |
| 4.3.1 面向皮肤打印的圆形GelMA水凝胶模型设计 |
| 4.3.2 面向皮肤打印的圆形GelMA水凝胶模型打印 |
| 4.4 血管化真皮层组织的复合打印 |
| 4.4.1 血管化真皮层组织打印 |
| 4.4.2 血管化真皮层组织打印结果表征 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读硕士学位期间科研成果 |
（9）基于3D打印的水凝胶软体驱动器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景和意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 研究的背景与意义 |
| 1.2 软体驱动器国内外研究现状 |
| 1.2.1 软体驱动器驱动方式 |
| 1.2.2 软体驱动器制造工艺 |
| 1.3 本文主要研究的内容 |
| 第2章 电响应水凝胶变形机理分析及其制备 |
| 2.1 电响应水凝胶变形机理分析 |
| 2.2 电响应水凝胶制备 |
| 2.2.1 实验试剂选择及仪器 |
| 2.2.2 PEGDA/PAA水凝胶制备 |
| 2.3 电响应水凝胶性能测定 |
| 2.3.1 水凝胶溶胀行为测定 |
| 2.3.2 水凝胶含水量测定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电响应水凝胶3D打印及其驱动特性研究 |
| 3.1 水凝胶光固化3D打印系统 |
| 3.1.1 总体方案设计 |
| 3.1.2 上位机软件设计 |
| 3.1.3 成型影响因素分析 |
| 3.2 水凝胶3D打印工艺参数研究 |
| 3.3 电响应水凝胶驱动特性研究 |
| 3.3.1 PEGDA与 AA质量比对电驱动特性影响研究 |
| 3.3.2 水凝胶厚度对电驱动特性影响研究 |
| 3.3.3 电解质溶液浓度对电驱动特性影响研究 |
| 3.3.4 电压对电驱动特性影响研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于3D打印的水凝胶软体驱动器 |
| 4.1 电响应水凝胶驱动装置设计 |
| 4.2 电响应水凝胶仿鱼尾柔性驱动器 |
| 4.2.1 鱼类游动方式分类 |
| 4.2.2 尾鳍运动分析 |
| 4.2.3仿鱼尾柔性驱动器设计及其实验 |
| 4.3 电响应水凝胶柔性驱动器 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 水凝胶材料 |
| 1.2.1 水凝胶材料简介 |
| 1.2.2 水凝胶的分类 |
| 1.2.3 水凝胶材料的制备技术 |
| 1.2.4 水凝胶材料的发展 |
| 1.3 聚乙烯醇水凝胶材料 |
| 1.3.1 聚乙烯醇水凝胶简介 |
| 1.3.2 聚乙烯醇水凝胶的研究进展及应用 |
| 1.4 聚乙烯醇/羟基磷灰石复合材料 |
| 1.4.1 羟基磷灰石简介 |
| 1.4.2 聚乙烯醇/羟基磷灰石复合材料研究现状 |
| 1.5 本论文的研究内容与创新性 |
| 第2章 原位制备聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶及其性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.2.3 表征方法 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 PVA含量对复合水凝胶结构性能的影响 |
| 2.3.2 HA含量对复合水凝胶结构性能的影响 |
| 2.3.3 pH值对复合水凝胶结构性能的影 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双交联网络聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶的制备及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验步骤 |
| 3.2.3 表征方法 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 辐射剂量对复合水凝胶结构的影响 |
| 3.3.2 双交联复合水凝胶的形成机理 |
| 3.3.3 辐射剂量对复合水凝胶性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶的仿生培养 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验步骤 |
| 4.2.3 表征方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 复合水凝胶仿生培养结构表征 |
| 4.3.2 复合水凝胶仿生培养性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介与科研成果 |
| 致谢 |
四、智能型水凝胶材料及其应用（论文参考文献）
- [1]利用二硒键构筑自修复水凝胶[D]. 邓胜超. 吉林大学, 2021(01)
- [2]基于多功能性POSS的生物可降解PDMAA纳米复合水凝胶[D]. 张春晓. 青岛科技大学, 2021(01)
- [3]半纤维素基自组装胶束及其复合水凝胶的构建与应用研究[D]. 沈锋. 华南理工大学, 2020(05)
- [4]磁性PVA水凝胶软体机器人电磁驱动关键技术研究[D]. 代继远. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [5]聚（N-异丙基丙烯酰胺）基润湿性转变凝胶的制备及其性能研究[D]. 夏蒙. 湖北大学, 2020(02)
- [6]医用淀粉基水凝胶制备新工艺及性能[D]. 王晓羽. 长春工业大学, 2020(01)
- [7]基于甲基丙烯酸的pH敏感性水凝胶的制备及其作为口服胰岛素输送载体的研究[D]. 李顺英. 南方医科大学, 2020(01)
- [8]面向皮肤打印的真皮层血管化气动挤出打印研究[D]. 高元仲. 浙江大学, 2020(06)
- [9]基于3D打印的水凝胶软体驱动器研究[D]. 林鹏. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [10]聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶的制备与性能研究[D]. 孟德悦. 吉林大学, 2019(11)