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组织工程支架为细胞提供可贴壁生长的载体,并能促进细胞的繁殖,最终形成具有一定功能和形态的组织或器官。大力开发和研制生物相容性好并被人体吸收的新一代组织工程支架,是生物材料发展的重要方向之一。
首先合成主要原料-聚L-谷氨酸(PLGA)。苄酯保护L-谷氨酸的γ-羧基,三光气与之反应制得γ-苄基L-谷氨酸-N-羧酸酐,以三乙胺为引发剂经开环聚合得到聚γ-苄基-L-谷氨酸(PBLG),以HBr为脱保护剂脱去PBLG上苄基。采用正交实验法,研究PBLG脱保护过程中温度、时间、溶剂和脱保护剂用量对PLGA分子量影响。揭示PBLG脱保护反应时间与脱保护率关系。
采用相分离法制备多孔支架材料,用活化剂1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)对PLGA主链羧基活化,活化后的PLGA与壳聚糖(CS)发生交联反应,形成凝胶。凝胶经过透析、冷冻和冷冻干燥,得到类似海绵体结构的多孔支架材料。扫描电镜观察微观形貌发现,其孔洞呈蜂窝状,均匀连续,相互贯通。
研究冷冻温度、PLGA和CS浓度及分子量对支架材料孔洞结构影响。扫描电镜显示,冷冻温度对PLGA/CS多孔材料孔径影响很大,温度越低,孔径越小,孔壁越薄;反应物浓度对PLGA/CS多孔材料结构有一定影响,当反应物质量百分浓度增加时,孔壁变厚,孔径变小;CS分子量大小对多孔材料孔径影响不显著;PLGA分子量增大时,由于分子主链增长,活化的羧基活性降低,交联反应不易发生。
评价PLGA/CS多孔支架材料的溶胀度、孔隙率、表观密度、机械性能和降解性能。与纯CS多孔支架对比,PLGA/CS交联多孔支架机械强度得到提高,改变PLGA含量,可以调节材料的降解速度和溶胀度;多孔材料孔隙率在90%以上,表观密度较小,是较理想的组织工程支架材料。