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微球烧结组织工程支架是利用“模块化”思想,对材料塑化,使单一的微球彼此黏结形成支架,在组织工程构建中具有重要的地位。CO2作为一种绿色烧结剂,在组织工程构建过程中,具有独特的优势。本文采用复乳法制备聚乳酸羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid,PLGA))多孔微球,以亚临界CO2为烧结剂,将多孔微球烧结成完整的支架,并考察影响微球性能的因素,烧结工艺对支架的影响,微球及其支架的生物学性能。首先以PLGA的二氯甲烷溶液为油相,NH4HCO3的水溶液为内水相,聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)的水溶液为外水相,通过复乳法制备多孔微球。主要考察均质匀化速率、水油比、油相浓度、致孔剂浓度、搅拌速率、外水相浓度等因素对微球粒径、孔径和吸水率的影响。实验结果表明,均质匀化速率为10,000 rpm,外水相与油相体积比为1:3.2,PLGA浓度为6%,发泡剂浓度为10%,搅拌速率为200 rpm,PVA浓度为0.5%的条件下,可制备出平均孔径大于20μm,粒径大于200μm且吸水率良好的多孔微球。顶空气相色谱检测微球中残留的二氯甲烷含量远低于美国药典USP467的上限600 ppm。其次,以多孔微球为基元,考察不同烧结压力、烧结时间、微球粒径对支架性能的影响。实验结果表明,粒径为200350μm,烧结压力为2 MPa,烧结时间为10 min的条件下,可制备出微球平均泡孔大于20μm,压缩强度高(>100kPa),孔隙率高(>85%)的烧结支架。红外光谱、XRD与DSC分析表明,PLGA材料经过亚临界CO2处理后,化学结构、官能团、晶型、玻璃化温度等均未出现明显变化。随后对支架材料进行简单的生物相容性评价。细胞毒性实验结果表明,材料浸提液对细胞生长无抑制作用,细胞形态良好,相对增殖率大于95%,属于1级水平;全身急性毒性实验结果表明,受试小鼠生长状况良好,体重增加明显,肝脏病理学检测无明显炎症反应,即为无毒材料;溶血实验结果表明,材料溶血率低于国家规定的最低限度5%,具有良好的血液相容性;CO2对细胞性能影响的结果表明,亚临界CO2对细胞生理活性无明显影响。最后分别制备共载C5.18与L929两种细胞的多孔微球烧结支架,研究细胞在支架上的生理活性。实验结果表明,一步法构建共载细胞多孔微球烧结支架,可以提高细胞在支架上的黏附率(C5.18:60.00%±2.90%,L929:80.13%±4.19%),同时较大的孔径不仅为细胞提供黏附位点,而且利于成纤维细胞向微球内部生长,细胞持续增殖21天。蛋白分泌实验结果表明,细胞分泌蛋白能力未受亚临界CO2影响(C5.18:1.04±0.065 mg/支架,L929:0.86±0.050 mg/支架)。综上所述,通过一步法制备共载细胞多孔微球烧结支架,不仅保证细胞在高压环境下的活性,同时避免有机溶剂残留、生物活性物质失活等问题。更重要的是“模块化”组织工程构建思想,符合天然组织的构造,为组织工程构建提供新的方法。