双亲性壳聚糖/聚乳酸复合膜的制备及其生物相容性评价

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随着生物医学工程的发展,寻找新型的组织工程支架材料成为关键。由于单一的材料难于很好地满足生物医学材料的各种要求,现在大家都转向研究两种或两种以上的混合型材料。壳聚糖(chitosan)和聚乳酸(poly-lactide acid,PLA)都是较好的生物医学材料,但壳聚糖的力学性能太差,加工窗口太窄,而聚乳酸降解的中间产物是乳酸,乳酸易引起机体的非特异性炎症反应,如果将这两种材料混合,制成的混合膜将弥补各自的不足。本研究用甲烷磺酸作为介质制备了脂溶的O-酰化壳聚糖,并用不同烷基链长的酰氯对分子量分别为3K和500K的壳聚糖进行改造,采用溶液共混法,将改造后的双亲性壳聚糖和PuA溶解在氯仿中,制成三种不同类型的 OCS/PLLA 混合膜,分别命名为3K-O-8CS/PLLA,3K-O-12CS/PLLA,500K-0-12CS/PLLA。通过采用红外光谱分析 (FTIR)、广角X-射线(WAXD)及扫描电镜(SEM)等方法研究了复合膜3K-O-12CS/PLLA的理化特性,实验结果表明溶于氯仿的双亲性OCS与PuA之间存在强烈的氢键作用,得到的复合膜结构均一,无明显相分离。我们进一步用小鼠成纤维细胞(L929)和Hela细胞作为实验细胞,通过细胞活性MTT试验、琼脂覆盖法、溶血试验、小鼠急性毒性试验、小鼠全身过敏试验和小鼠体内植入等试验对复合膜的生物相容性进行评价。MTT法和琼脂覆盖法的实验结果均表明复合膜的细胞毒性为零级;溶血实验结果显示 3K-O-8CS/PLLA,3K-O-12CS/PLLA,500K-0-12CS/PLLA复合膜的溶血率2.78%,1.85%和1.54%,各试验材料的溶血率均小于5%,说明材料符合医学材料的溶血要求:分别为用复合膜100%生理盐水浸提液注射小鼠,小鼠无急性毒性反应,在24h,48h和72h小鼠体重均增加,体重的变化与对照组没有统计学差异;在小鼠皮下埋植复合膜1w、4w、8w,可以观察到该膜与皮下组织粘附良好,将膜周围组织石蜡切片,HE染色后可以观察到1w的组织中有少量的炎症细胞,但4w和8w的组织已经没有发现明显的炎症反应。通过实验,表明通过氯仿为共溶剂可以制备相容性良好的双亲性酰基化壳聚糖/PLLA复合膜,而且O-酰基壳聚糖可提高聚乳酸的细胞亲和性,OCS/PLLA复合膜对组织的生物相容性好,该复合膜有望成为一种机械性能好、细胞亲和能力强的新型组织工程支架材料。
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