激光熔融静电纺丝法制备组织工程支架及其性能研究

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组织工程支架作为研究组织工程的重要部分,直接关系到组织工程的进展与突破。而激光熔融静电纺丝技术是新兴的一种环境友好、高效的无溶剂纺丝技术,可以制得比表面积和孔隙率较高的三维互通网状结构,可以通过调整纺丝参数,对支架结构进行调控,能够模拟天然细胞外基质(ECM)的功能和结构特点。同时,有机/无机(有机)复合微纳米纤维能够实现材料间的优势互补,因此其成为研究热点。本论文主要以被广泛用于组织工程研究的两种医用高分子聚合物聚乳酸(PLLA)和聚己内酯(PCL)及用于改性的纳米羟基磷灰石OiHA)无机粒子为基础,对电纺纤维支架的物性、生物可降解性及生物细胞相容性进行了研究,并对纤维支架的应用前景做了初步探讨。1.采用激光熔融静电纺丝法制备PLLA和PLLA/nHA微/纳米纤维支架,通过SEM、EDS> XRD、DSC对纤维支架的多孔结构、nHA的成功添加及分散状态、结构和热学性能进行了分析,并对纤维支架进行体外降解和生物相容性评价实验。HEK293细胞在PLLA和PLLA/nHA(7%)纤维膜支架材料上细胞成活率分别为:96.84%和106.1%,与空白对照组100%相比,PLLA/nHA复合纤维膜支架材料上培养的细胞成活率有所提高。2.采用激光熔融静电纺丝技术制备了PCL和PCL/nHA微/纳米复合纤维纤维支架,通过SEM、EDS、XRD、DSC、力学性能测试对纤维支架的微观形貌、元素含量、结晶性能、热稳定性和结晶度、力学性能进行了分析,其中复合材料的弹性模量在nHA含量为7%达到最大值63.56Mpa,nHA含量9%时断裂伸长率为343.23%,拉伸强度在nHA含量为3%时达到最大值3.32MPa,XRD分析表明nHA含量为7%时,分散最好。对PCL和PCL/nHA(7%)两组纤维支架进行了生物相容性评价实验,细胞存活率分别为:93.56%及102.7%。3.充分利用PLLA、PCL、nHA的优势互补,构建类“三明治”结构的PLLA/PCL及PLLA/PCL/nHA层压复合多孔三维支架,通过SEM和WCA对支架的微观形貌及亲水性能进行了分析对比,并对其细胞成活率分析分别为113.2%和97.75%。
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