基于智能水凝胶材料构建高度仿生大脑模型的应用研究
周岩
李振
石洋
曹莹泽
王鹏飞
王广云
赵明月
张晖
舒成
张波
摘要：目的 为构建高仿生颅脑损伤科研和训练平台,探索智能水凝胶制备高仿生大脑组织及解剖结构的可行性.方法 制备基于聚丙烯酸和铁离子的自修复水凝胶体系,通过调节交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)、铁离子浓度以及含水量,调控材料的,模量、断裂应力等力学性质.利用材料自愈合性质,通过注塑、模具切除、愈合拼接的方式,得到内部具有复杂脑室三维结构的仿生大脑样件.结果 聚丙烯酰胺基(PAM)水凝胶的含水量可达84.4％,对于可见光范围内的入射光,PAM水凝胶的透光率可达90％以上.通过调整MBAA相对AM单体的摩尔百分比可使PAM水凝胶的最大伸长率均达到了1200％以上,模量处于4～5 kPa的区间内.聚丙烯酸基(PAAc)水凝胶的含水量为85.0％,对于可见光范围内的入射光,PAM水凝胶的透光率可达70％以上.通过调节铁离子及MBAA相对AAc单体的摩尔百分比可使PAAc弹性模量可达12 kPa以下,断裂应力50 kPa以下.以上表明各项指标参数与人脑组织参数接近.脑室结构可见,可通过注射空气方式模拟脑疝模型.结论 智能水凝胶材料可对人脑组织高度仿生,且有利于人脑解剖结构的整体成型制备.
关键词：颅脑损伤医学训练仿生模型水凝胶
分类号：R314(医用一般科学)
论文发表日期：2020-02-25
页数：6( 35-40 )
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