同轴打印高强度明胶基复合水凝胶小口径类血管结构支架的研究

发布时间：2022-09-17 09:55

　　目前临床上对小口径管状结构支架（Φ＜6 mm）的需求长期处于供不应求的状态,给工程化小口径管状组织的构建与功能再生带来了的机遇,同时也存在巨大的挑战。尽管同轴三维（3D）打印技术在模拟构建类血管小口径管状支架方面取得了一些进展,但是目前所构筑的类血管管状支架普遍存在力学性能不足、固有溶胀特性难以控制等缺陷,这严重阻碍了其作为承载小口径组织的医学应用。基于此,本研究通过高强度生物医用水凝胶开发,结合同轴3D打印技术拟构建具有高韧性、超拉伸性、抗压性、快速自恢复性能的小口径类血管结构支架,以此提高小口径微管的力学性能及固有溶胀特性等,为3D打印小口径管状结构支架应用奠下坚实基础。本文主要研究内容如下:（1）本文以氢键增加材料性能为策略,通过将具有分子内多氢键的N-丙烯酰基甘氨酰胺（NAGA）单体插入到甲基丙烯酰化明胶（GelMA）的大分子链中成功制备一种新型高强度水凝胶材料（PNG水凝胶）。实验结果证实引入NAGA片段后,PNG水凝胶变得坚韧而有弹性,机制在于NAGA嵌入降低了GelMA大分子主链缠结的高密度,并在水凝胶中额外引入了其他牺牲性物理键（如氢键）交联。其中,拉伸断裂强度达~0.... 

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 小口径管状结构支架研究进展
        1.2.1 小口径管状结构支架临床需求
        1.2.2 小口径管状结构支架设计要求
        1.2.3 小口径管状结构支架的构建方法
        1.2.4 3D打印生物墨水特性
    1.3 本论文的主要研究思路及创新点
第2章 PNG复合水凝胶的制备及调控细胞生物学响应
    2.1 引言
    2.2 仪器、材料与方法
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 实验材料
        2.2.3 材料的制备
    2.3 结果与分析
        2.3.1 PNG复合水凝胶合成表征
        2.3.2 PNG复合水凝胶的力学性能表征
        2.3.3 PNG复合水凝胶的动态溶胀
        2.3.4 PNG复合水凝胶流变性能检测
        2.3.5 PNG复合水凝胶网络结构稳定性
        2.3.6 PNG复合水凝胶SEM结构图
        2.3.7 PNG复合水凝胶细胞相容性评估
    2.4 本章小结
第3章 可打印的CNG混合水凝胶打印墨水的构建
    3.1 引言
    3.2 仪器、材料与方法
        3.2.1 实验仪器
        3.2.2 实验材料
        3.2.3 材料的制备
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 CNG复合水凝胶的合成和表征
        3.3.2 CNG混合水凝胶的力学性能表征
        3.3.3 CNG混合水凝胶的流变性能表征
        3.3.4 CNG混合水凝胶的吸水溶胀行为和平衡含水量
        3.3.5 CNG混合水凝胶生物相容性
        3.3.6 初步探讨CNG水凝胶作为打印墨水的可行性分析
    3.4 本章小结
第4章 同轴3D打印技术制备小口径管状结构支架
    4.1 引言
    4.2 仪器、材料与方法
        4.2.1 实验仪器
        4.2.2 实验材料
        4.2.3 材料的制备
        4.2.4 3D同轴打印枪头的制备
        4.2.5 小口径管状结构支架性能表征
    4.3 结果与分析
        4.3.1 3D打印尺寸大小可控的小口径管状结构支架
        4.3.2 小口径管状结构支架的力学性能
        4.3.3 小口径管状结构支架的承重性能
        4.3.4 小口径管状结构支架的快速恢复性能
        4.3.5 小口径管状结构支架的连通性能和扩散性能
        4.3.6 小口径管状结构支架的爆破性能
        4.3.7 小口径管状结构支架的断裂缝合性能
        4.3.8 小口径微管细胞相容性评估
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
第6章 中英文缩写汇总表
第7章 附件
致谢
参考文献
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]《中国心血管病报告2018》概要[J]. 胡盛寿,高润霖,刘力生,朱曼璐,王文,王拥军,吴兆苏,李惠君,顾东风,杨跃进,郑哲,陈伟伟.  中国循环杂志. 2019(03)
[2]生物可降解镁基支架细胞相容性的体内外评价:综述（英文）[J]. 李萍,周宁玲,邱华,Manfred F Maitz,王娟,黄楠.  Science China Materials. 2018(04)



本文编号：3679014