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生醫材料實驗室

林睿哲 教授. 生醫材料實驗室. 生醫高分子材料及其應用 (I). 生醫高分子材料及其應用 (II). 簡介. 影響生醫材料之生物相性的重要表面性質 : 表面親疏水性 表面化學組成 表面微相分離 材料之吸水量. 人工生醫材料與血液接觸時之血液塞機制 :. Surface group. Alkyl, or derivatized-alkyl group. Interchain van der Waals and electrostatic interactions. Chemisorption at the surface.

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Presentation Transcript

  1. 林睿哲 教授 生醫材料實驗室

  2. 生醫高分子材料及其應用(I)

  3. 生醫高分子材料及其應用(II)

  4. 簡介 • 影響生醫材料之生物相性的重要表面性質: • 表面親疏水性 • 表面化學組成 • 表面微相分離 • 材料之吸水量 人工生醫材料與血液接觸時之血液塞機制:

  5. Surface group Alkyl, or derivatized-alkyl group Interchain van der Waals and electrostatic interactions Chemisorption at the surface Surface-active head group Au Au :-OH、-COOH 、–SO3H 、-CH3、-PO3H2 何謂自我聚集性單分子層 (Self-Assembled Monolayer, SAM) 自我聚集性單分子層(SAM)之點: • 提供均一的表面官能基 • 高度整齊性結構 • 單一方向性表面結構 • 具有高穩定度 • 經由化學修飾方法可提供多樣表面官能基 • 將末端含特定官能基的烷基硫醇(alkanethiol with specific functionality)利用化學吸附(chemisorption)方式產生硫與金之化學鍵結而生成緻密排列的單分子層表面結構。

  6. 磺酸官能基(Sulfonic Acid Functionality ) • 類似水蛭素(Heparin)的化學結構 • 利用化學接支或直接合成具有磺酸官能基的PU與其他高分子材料 亞磷酸酯與亞磷酸官能基(Phosphonic Acid and Phosphonate Functionality) • 類似於生物體中磷酸根結構 • 細胞模的磷脂質結構 • 骨骼成分─Apatite 化學結構

  7. 血小板形態之變化

  8. 體外血小板吸附試驗 SEM (×1000) Au control -COOH -SO3H -CH3 -PO3(C2H5)2 -OH -PO3H2 SEM (×2000) SEM (×2000)

  9. 體外血小板吸附試驗SEM (×2000) XOH=0.8 XOH=1 XOH=0.6 XOH=0.4 XOH=0 XOH=0.2

  10. 膽管支架biliary stent 商業化之塑膠膽管支架 商業化之塑膠膽管支架之裝設照片

  11. 應用領域 在亞洲，由膽結石或肝膽部位的腫瘤所造成的閉塞性黃疸症，而置入人工膽管支架是其中一種有效的方法；然而人工膽管支架會因細菌堆積及膽汁沉澱物而堵塞住，剛開始是因為一層蛋白質先黏附在膽管支架表面，而後細菌吸附在上面聚集形成生物薄膜。其它文獻指出，吸附在生醫材料上的蛋白質組成結構會受到材料的表面性質所影響。因此人工膽管支架和膽汁、以及細菌間的相互作用的關係便可經由改變膽管支架材質的表面性質來做探討。

  12. 3 MDI + 1 PTMOPrepolymerAmmonium quaternized PUs 陽離子型Polyurethane（cationomer） PU synthesis 2 (DEP+TEPI) (QPU、Q-10%、Q-25%) ★ in vitro膽汁實驗 48 hr 後之 PU表面 與未改質的PEU比較起來，四級銨離子基含量增加時，其細菌吸附量並無明顯改善效果。 Q-10% (x500) Q-10% (x3000) Q-25% (x500) Q-25% (x3000)

  13. 陰離子型Polyurethane（anionomer） PEU (x3000) PEU (x500) S-6% (x3000) S-6% (x500) ★ in vitro膽汁實驗 48 hr 後之 PU表面 與未改質的PEU比較起來，隨著磺酸 根離子基的增加，其細菌吸附量有下 降的趨勢 S-15% (x500) S-15% (x3000)

  14. Chitosan

  15. 幾丁聚醣的生物特性 加速傷口癒合 促凝血性 抑菌性 無生物毒性 生物相容性 生物可降解性

  16. 幾丁質（chitin)與幾丁聚醣(chitosan)之應用 廢 水 處 理 薄 膜 分 離 藥 物 釋 放 傷 口 敷 材 抗 菌 材 料

  17. 光聚合生醫材料的優點 內視鏡注射治療法之應用 反應迅速 廣泛多方面的用途

  18. 光聚合幾丁聚醣之合成 Photocurable chitosan

  19. Motivations of This Study Abundant material resource Biocompatible and biodegradable Photocurable -- provide convenience for application UV irradiation Liquid Gel

  20. 幾丁聚醣之表面磺化 Surface sulfonation

  21. 幾丁聚醣之丁醯化反應 Butyration

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