聚乳酸-聚己内酯组织工程纤维环支架的制备及其性能研究
发布时间：2019-10-17 17:53
【摘要】：目的探讨新的静电纺丝方法制备聚乳酸-聚己内酯[P(LLA-CL)]纳米纱作为组织工程纤维环支架的可行性,检测其理化性能及细胞相容性。方法在传统静电纺丝方法制备P(LLA-CL)纳米纤维支架的基础上,改用动态水流接收装置制备相同成分的纳米纱支架,并对材料的表面形态、纤维直径、孔径、孔隙率、力学性能进行评估,分离培养兔纤维环细胞种植到支架上,观察细胞在材料上的生长形态、黏附、增殖、渗透情况。结果 P(LLA-CL)纳米纤维支架表面呈致密的网状结构,纤维排列无方向性,而P(LLA-CL)纳米纱支架表面呈疏松的网状结构,纤维排列有一定的取向;纳米纤维支架的孔径为(4.57±1.87)μm,孔隙率(74.2±1.5)%,纳米纱的孔径为(38.43±15.54)μm,孔隙率(86.7±9.3)%,两者比较差异有统计学意义(P0.05);两者的力学性能相似。扫描电镜(SEM)显示纤维环细胞在纳米纤维支架上呈多边形生长,在纳米纱支架上呈长梭形生长;CCK-8结果显示细胞在两种支架材料上的黏附均很好,细胞在纳米纱上的增殖较纳米纤维支架明显增加;HE染色提示细胞虽然只能生长在纳米纤维支架表面,但却很好地渗透到纳米纱支架内部。结论静电纺丝方法制备的P(LLA-CL)纳米纱支架具有良好的三维孔隙结构和细胞相容性,有望成为较理想的组织工程纤维环支架。
【图文】：
2结果2．1支架材料扫描电镜观察支架材料SEM图像结果显示:纳米纤维支架的纤维走向呈现无规则形态，纤维间形成致密的三维网络状结构(图1A、C)。通过动态水流接收装置，纳米纤维在水涡流作用下，成束形成纳米纱，纱有一定的方向性，纱与纱之间形成疏松的三维网络状结构(图1B、D)。ABCDA:纳米纤维(×500);B:纳米纱(×500);C:纳米纤维(×2000);D纳米纱(×2000)图1不同支架材料SEM观察2．2支架纤维直径、孔径以及孔隙率通过用ImageJ1．46软件作图分析表明:纳米纱与纳米纤维支架的纤维直径呈正态分布，纳米纱的纤维直径为(19.61±5．91)μm，孔径为(38．43±15．54)μm，纳米纤维的纤维直径为(634±65)nm，孔径为(4．57±1．87)μm。采用液体侵泡法测得纳米纱的孔隙率为(86．7±9．3)%，纳米纤维的孔隙率为(74．2±1.5)%，两者差异有显著性(P＜0．05)。2．3力学性能测试2组样品的应力-应变曲线如图2所示，纳米纱的断裂强度为(4．61±1．00)MPa，断裂伸长为(66．48±6．28)%，杨氏模量为(23．93±5．88)MPa;无规则纳米纤维支架的断裂强度为(4.16±1．02)MPa，断裂伸长为(146．28±20．51)%，杨氏模量为(29．42±5．18)MPa。两者的断裂强度和杨氏模量比较均无统计学意义(P＞0．05)。纳米纱纳米纤维654321020406080100120140160180应变（%）应力（MPa）图2不同支架材料应力-应变曲线2．4细胞黏附和增殖纤维环细胞在3组中培养4h后，CCK-8法检测的光密度值结果(图3)表明纤维环细胞在纳米纱、纳米纤维和24孔板上黏附的细胞数量没有明显差异。纤维环细胞在3组中培养1、4d和7d后，纳米纱组、纳米纤维组与孔板组的光密度值都随着共培养时间的增加而增大，在各检测时间点，纳米纱组光密度值均大于纳米
BCDA:纳米纤维(×500);B:纳米纱(×500);C:纳米纤维(×2000);D纳米纱(×2000)图1不同支架材料SEM观察2．2支架纤维直径、孔径以及孔隙率通过用ImageJ1．46软件作图分析表明:纳米纱与纳米纤维支架的纤维直径呈正态分布，纳米纱的纤维直径为(19.61±5．91)μm，孔径为(38．43±15．54)μm，纳米纤维的纤维直径为(634±65)nm，孔径为(4．57±1．87)μm。采用液体侵泡法测得纳米纱的孔隙率为(86．7±9．3)%，纳米纤维的孔隙率为(74．2±1.5)%，两者差异有显著性(P＜0．05)。2．3力学性能测试2组样品的应力-应变曲线如图2所示，纳米纱的断裂强度为(4．61±1．00)MPa，断裂伸长为(66．48±6．28)%，杨氏模量为(23．93±5．88)MPa;无规则纳米纤维支架的断裂强度为(4.16±1．02)MPa，断裂伸长为(146．28±20．51)%，杨氏模量为(29．42±5．18)MPa。两者的断裂强度和杨氏模量比较均无统计学意义(P＞0．05)。纳米纱纳米纤维654321020406080100120140160180应变（%）应力（MPa）图2不同支架材料应力-应变曲线2．4细胞黏附和增殖纤维环细胞在3组中培养4h后，CCK-8法检测的光密度值结果(图3)表明纤维环细胞在纳米纱、纳米纤维和24孔板上黏附的细胞数量没有明显差异。纤维环细胞在3组中培养1、4d和7d后，，纳米纱组、纳米纤维组与孔板组的光密度值都随着共培养时间的增加而增大，在各检测时间点，纳米纱组光密度值均大于纳米纤维组、孔板组;纳米纤维组光密度值均大于孔板组;纳米纱组相对于纳米纤维组和孔板组，差异均有统计学意义(P＜0．05)。2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.204h1d4d7daaaaaa孔板纳米纤维纳米纱D（450）值a:P＜0．05，与纳米纱比较图3兔
【作者单位】： 第三军医大学西南医院全军矫形外科中心 组织工程国家地方联合工程实验室 重庆市再生重建医学工程技术研究中心 重庆市组织工程实验室;东华大学化工与生物工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(81272029)~~
【分类号】：R318.08
【图文】：
2结果2．1支架材料扫描电镜观察支架材料SEM图像结果显示:纳米纤维支架的纤维走向呈现无规则形态，纤维间形成致密的三维网络状结构(图1A、C)。通过动态水流接收装置，纳米纤维在水涡流作用下，成束形成纳米纱，纱有一定的方向性，纱与纱之间形成疏松的三维网络状结构(图1B、D)。ABCDA:纳米纤维(×500);B:纳米纱(×500);C:纳米纤维(×2000);D纳米纱(×2000)图1不同支架材料SEM观察2．2支架纤维直径、孔径以及孔隙率通过用ImageJ1．46软件作图分析表明:纳米纱与纳米纤维支架的纤维直径呈正态分布，纳米纱的纤维直径为(19.61±5．91)μm，孔径为(38．43±15．54)μm，纳米纤维的纤维直径为(634±65)nm，孔径为(4．57±1．87)μm。采用液体侵泡法测得纳米纱的孔隙率为(86．7±9．3)%，纳米纤维的孔隙率为(74．2±1.5)%，两者差异有显著性(P＜0．05)。2．3力学性能测试2组样品的应力-应变曲线如图2所示，纳米纱的断裂强度为(4．61±1．00)MPa，断裂伸长为(66．48±6．28)%，杨氏模量为(23．93±5．88)MPa;无规则纳米纤维支架的断裂强度为(4.16±1．02)MPa，断裂伸长为(146．28±20．51)%，杨氏模量为(29．42±5．18)MPa。两者的断裂强度和杨氏模量比较均无统计学意义(P＞0．05)。纳米纱纳米纤维654321020406080100120140160180应变（%）应力（MPa）图2不同支架材料应力-应变曲线2．4细胞黏附和增殖纤维环细胞在3组中培养4h后，CCK-8法检测的光密度值结果(图3)表明纤维环细胞在纳米纱、纳米纤维和24孔板上黏附的细胞数量没有明显差异。纤维环细胞在3组中培养1、4d和7d后，纳米纱组、纳米纤维组与孔板组的光密度值都随着共培养时间的增加而增大，在各检测时间点，纳米纱组光密度值均大于纳米
BCDA:纳米纤维(×500);B:纳米纱(×500);C:纳米纤维(×2000);D纳米纱(×2000)图1不同支架材料SEM观察2．2支架纤维直径、孔径以及孔隙率通过用ImageJ1．46软件作图分析表明:纳米纱与纳米纤维支架的纤维直径呈正态分布，纳米纱的纤维直径为(19.61±5．91)μm，孔径为(38．43±15．54)μm，纳米纤维的纤维直径为(634±65)nm，孔径为(4．57±1．87)μm。采用液体侵泡法测得纳米纱的孔隙率为(86．7±9．3)%，纳米纤维的孔隙率为(74．2±1.5)%，两者差异有显著性(P＜0．05)。2．3力学性能测试2组样品的应力-应变曲线如图2所示，纳米纱的断裂强度为(4．61±1．00)MPa，断裂伸长为(66．48±6．28)%，杨氏模量为(23．93±5．88)MPa;无规则纳米纤维支架的断裂强度为(4.16±1．02)MPa，断裂伸长为(146．28±20．51)%，杨氏模量为(29．42±5．18)MPa。两者的断裂强度和杨氏模量比较均无统计学意义(P＞0．05)。纳米纱纳米纤维654321020406080100120140160180应变（%）应力（MPa）图2不同支架材料应力-应变曲线2．4细胞黏附和增殖纤维环细胞在3组中培养4h后，CCK-8法检测的光密度值结果(图3)表明纤维环细胞在纳米纱、纳米纤维和24孔板上黏附的细胞数量没有明显差异。纤维环细胞在3组中培养1、4d和7d后，，纳米纱组、纳米纤维组与孔板组的光密度值都随着共培养时间的增加而增大，在各检测时间点，纳米纱组光密度值均大于纳米纤维组、孔板组;纳米纤维组光密度值均大于孔板组;纳米纱组相对于纳米纤维组和孔板组，差异均有统计学意义(P＜0．05)。2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.204h1d4d7daaaaaa孔板纳米纤维纳米纱D（450）值a:P＜0．05，与纳米纱比较图3兔
【作者单位】： 第三军医大学西南医院全军矫形外科中心 组织工程国家地方联合工程实验室 重庆市再生重建医学工程技术研究中心 重庆市组织工程实验室;东华大学化工与生物工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(81272029)~~
【分类号】：R318.08
【共引文献】
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本文编号：2550681
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