基于3D打印技术制备Gel/n-HA/PLGA骨组织工程支架的研究

发布时间：2020-12-05 03:12

　　传统的多孔支架制备方法有粒子沥滤法、微球烧结法、气体发泡法、静电纺丝法等,但采用这些方法制备支架时存在溶剂残留、孔洞形状难以控制、制备过程复杂等缺点,而3D打印技术可以按需制作出多孔支架,且不需使用致孔剂。本课题旨在使用3D打印技术联合冷冻干燥技术,制备得到明胶/纳米羟基磷灰石/PLGA复合骨组织工程支架,以期能够克服传统制备方法的局限,并对复合支架的降解过程和生物学性能进行了研究。首先,对Gel/n-HA填充液及PLGA支架的制备条件进行考察。然后,用无水乙醇改善PLGA支架的亲水性,并向支架内填入Gel/n-HA混合溶液,冷冻干燥后即得到Gel/n-HA/PLGA复合支架材料。测定高温及湿化过程中PLGA支架的理化性质的变化,并考察复合支架填充间距、层厚、填充角对支架的力学性能及孔隙率的影响。实验结果表明,当PLGA加料量为1.6-2.0 g,在室温为30℃,打印温度为195℃,喷头内径为0.4 mm,打印气压为0.4 MPa,打印速度为10 mm/s的条件下,制备得到了具有贯通孔洞结构的PLGA支架。对PLGA用无水乙醇湿化处理9 h后,PLGA支架的吸水率为23.31±3.53... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

喷墨打印示意图

挤出型打印，通常是将材料装载在可以x轴、y轴、z轴方向移动的移动轴上，由气动压力或计算机控制机械活塞的移动将聚合物或水凝胶材料挤出，挤出型打印过程如下图1.2所示。打印材料需具有流体的性质，能顺利从小直径喷嘴中挤出，并且在打印后具有一定的机械性能，维持形状不变。材料的流体性质使得其能够被顺利打印，材料高的弹性模量及固体的机械性能使得材料在打印后能够保持形状。例如，使用可熔融的固体聚合物聚己内酯进行打印，在加热时，聚己内酯融化成溶液状，可以被顺利挤出，挤出后的材料能够迅速固化，从而形成具有高分辨率的三维结构。然而，熔融挤出型打印技术不能用于打印细胞、生长因子及蛋白质，限制了其在医学支架方面的进一步应用[39

打印技术是用来在金属上刻画复杂的图案，例如计算机芯片的制造。激光辅助打印是在3D打印的基础上加入激光，通过激光辅助作用，使打印过程更好地进行。其打印原理如图1.3所示，将激光照射在打印材料上，其产生的能量将材料聚集成液滴，并将液滴推进底层的收集板上。通过移动底层收集板的位置或者激光器的位置来控制打印的形状。该方法通过激光辅助形成打印液滴，不需要打印针头，从而也不会存在传统的打印方法针头容易堵塞的问题。研究表明，使用该方法进行生物打印时，细胞的活性不会受到打印过程的影响[41-43]。Guillotin等人研究了生物墨水的粘度、激光的能量和激光打印的速度对细胞打印分辨率的影响。研究表明激光辅助打印可以以微尺结构分辨率、5 kHz的激光脉冲打印细胞，并成功的打印出高细胞密度的工程组织和微观组织结构。且指出激光辅助打印以后的发展方向可能是致力于研究一种可以识别细胞的扫描技术，这样激光束就可以精准的识别细胞，进行单细胞打印[36]。图1.3 激光辅助打印示意图Fig. 1.3 Schematic illustration of laser-induced forward transfer (LIFT)-based printing1.2.4 光固化打印光固化打印其打印过程如下图1.4所示

【参考文献】：
期刊论文
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[3]明胶/纳米羟基磷灰石三维多孔骨支架的制备及其生物安全性评价[J]. 刘越,赵艳梅,田学忠,崔赓,杨强,夏群,张伯勋.  中国矫形外科杂志. 2013(16)
[4]壳聚糖-丝素蛋白-磷酸三钙支架的力学性能及异位成骨能力的研究[J]. 张蕊,张芳,赵彬,柏国艳.  中国药物与临床. 2013(06)
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[7]聚乳酸蜂窝状多孔膜的形成与控制[J]. 刘瑞来,韩静,陈秀娟,雷声宏,刘海清.  高分子学报. 2012(03)
[8]成骨细胞胞内胞外碱性磷酸酶含量比较[J]. 张英,袁月,孙富丽.  中国医科大学学报. 2011(10)
[9]蚕丝蛋白/明胶多孔肝组织支架的制备及性能研究[J]. 郝星,贺健康,高琨,李涤尘,刘亚雄.  西安交通大学学报. 2011(11)
[10]细胞活性检测方法之比较[J]. 李磊,杨雨晗,王双,王旻晋,李好,刘小飞.  生物学杂志. 2011(01)

硕士论文
[1]包芯骨组织工程仿生支架的制备、表征和体外细胞相容性研究[D]. 邓伟.新疆医科大学 2012
[2]静电纺PLA、PLGA及丝素纤维膜的降解性能研究[D]. 王立新.苏州大学 2009



本文编号：2898762