乳液模板法构建微纳杂化骨修复材料及其生物相容性研究

来源 :福州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lang19870311
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本文以制备骨缺损修复材料为目的,针对天然高分子与合成高分子溶解共存的难题,实验采用乳液模板法 合有机无机杂化技术,制备骨缺损修复用多孔支架。本文主要的研究内容和结果如下:1.羟基磷灰石粒子稳定的水溶油溶微纳杂化仿生支架的制备及表征。实验采用乳液模板的方法,以羧甲基壳聚糖(CMCS)为水相、纳米羟基磷灰石(nHAP)为亲水性乳化剂,以聚乳酸羟基乙酸(PLGA)的二氯甲烷溶液为油相,以戊二醛为交联剂,构建水包油型(O/W)乳液,利用高速分散机分散水油相,结合溶剂蒸发和冷冻干燥技术制备骨修复用多孔支架。实验以nHAP的含量为变量,根据nHAP的质量百分数分别记为SO(Owt%),S1(0.75wt%),S2(1.5wt%),S3(3.0wt%);同时,将药物淫羊藿苷(ICA)分别载入S1,S2,S3支架中,对应记为I-S1,I-S2,I-S3。实验通过SEM、FTIR、XRD、TG-DSC及孔隙率、溶胀率、机械性能、体外矿化、药物释放、BSA蛋白吸附和溶血实验以及细胞学实验研究其性能。研究发现:戊二醛与CMCS发生化学交联,有效固定了乳液模板;支架具有微纳多级结构、孔隙相互连通,PLGA微球和nHAP均匀分布在支架上;支架热稳定性良好,随nHAP质量百分比增加,材料的孔密度增加,机械性能增强,孔隙降低,溶胀减缓;载药后具有药物缓释性能;生物相容性和活性良好,材料具有较低的溶血率,具有促进成骨细胞增殖和分化的潜力。综合考虑S3和I-S3性能优异。2.鲍鱼壳粒子稳定的水溶油溶微纳杂化仿生支架的制备及表征。采用乳液模板的方法,以羧甲基壳聚糖(CMCS)和胶原(Col)的混合溶液为水相、鲍鱼壳微粒(AS)为乳化剂,以聚乳酸羟基乙酸(PLGA)的二氯甲烷溶液为油相,以戊二醛为交联剂,构建水包油型(O/W)乳液,通过高速乳化、溶剂蒸发和冷冻干燥制备骨修复用多孔支架。实验以Col、AS含量为变量,进行正交实验优化研究方案,并对其进行理化表征,结果表明:随Col含量增加,支架孔隙结构变差,实验选用孔隙相互连通、孔径均一的C0(不含Col:Sl,S2,S3)和C1(含有2.45wt%Col:C+S1,C+S2,C+S3)进一步研究,结果表明:PLGA微球和AS微粒均分散在支架表面;戊二醛成功固定了乳液模板;材料具有一定的热稳定性,随AS含量增加,机械性能增强,孔隙率和溶胀率降低,降解速率减慢;材料溶血率较低,并且可以提供成骨细胞黏附、增殖和分化所需的微环境。综合考虑,S3和C+S3性能较优。通过乳液模板法仿生构建的两种材料,生物相容性良好,均能促进成骨细胞迁移,增殖和定向分化,并且可以提供细胞生长所需的表面微环境以及组织修复和重建的力学支撑,在缺损组织修复领域,有望发挥其功能特性,成为具有前景的替代材料。
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