静电纺丝法构建基于聚己内酯多级微纳结构及其血液相容性

发布时间：2020-07-02 14:52

【摘要】：材料与血液接触时引发的异物反应、溶血与免疫反应,一直阻碍着生物材料的发展。本文以聚己内酯(PCL)为骨架,并对其表面进行改性,利用静电纺丝方法制造了微纳米纤维,改善其血液相容性。本研究获得了具有稳定结构的三维立体微纳米纤维,该纤维不仅拥有良好生物相容性,与血液接触无异物反应,而且根据细胞微环境改变灵敏地响应释放负载的药物,对细胞微环境进行调节,维护细胞正常形态与活性。具体方案及结果如下:与材料接触后的红细胞溶血是开发新型无塑化剂聚合物的一大障碍。溶血前期主要是由细胞内液阳离子泄漏引起。为了构建无塑化剂聚合物的抗溶血表面,利用静电纺丝技术,在紫外灯辐射下,以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-575)为交联剂将酰酯化的PCL即PCL-A、4-丙烯酰胺苯并-18-冠-6醚(BCAm)、抗氧化药物L-抗坏血酸-2-葡萄糖苷(AA-2G)混合溶液进行反应静电纺丝。在纺丝过程中PCL-A与BCAm发生交联,并对AA-2G进行了封装。实验表明,PCL-A/BCAm/AA-2G微纳米纤维表面具有亲水性与抗氧化性,具有低细胞毒性,并且能响应高K~+浓度释放药物,降低细胞溶血率,保持细胞正形态,维持Na/K-ATP酶活性。考虑到细胞微环境受多种因素影响,受细胞外基质(ECM)启发制备了仿生细胞外基质(ECM)——K~+/氧化双响应的微纳米纤维材料,主要从细胞微环境病变后K~+浓度和ROS浓度失衡两个方面协同调控,有效地提高了调控响应灵敏性。在第一个体系基础上将ROS响应引入材料中,合成的聚合物聚乙二醇二丙烯酸酯-1,2-乙二硫醇-4-硝基苯并-18-冠-6-醚(PEGDA-EDT-BCAm)具有响应ROS的硫醚链段和响应高K~+的冠醚链段。将PEGDA-EDT-BCAm、PCL-A和AA-2G一起溶液静电纺丝,以季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯(PETMP)为交联剂,形成具有核-壳结构的微纳米纤维。对制备的仿生ECM进行形貌、细胞毒性、氧化响应、K~+响应、血液相容性及体内输血模型等表征测试。实验证明,仿生ECM有良好血液相容性,能灵敏的响应细胞外环境微小的变化,当细胞微环境失衡ROS浓度升高,细胞膜上Na/K-ATP酶对ROS十分敏感,致使活性降低细胞外K~+浓度升高,纤维响应高K~+释药AA-2G,降低环境中ROS同时靶向激活Na/K-ATP酶,促进其活性加快恢复阳离子稳态;当ROS浓度过高时间,会激活另一条途径响应ROS释药,加速细胞外环境稳态的恢复。动物体内输血实验,通过测试血液中K~+浓度和炎症因子,证明仿生ECM可以有效降低微环境的波动,维持稳态。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R318.08;TQ340.64;TB383.4
【图文】：

静电纺丝法构建基于聚己内酯多级微纳结构及其血液相容性善材料亲水性[57]。实验测试证明，PU-SO3-PEO 材料表面吸附仅为是富血小板血浆(PRP) 的 5 %。Shi Qiang 等人用聚乙二醇酯(PEGMEMA)接枝到热塑性弹性体氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯BS）上，如图 1-1。与接枝前相比红外谱图多出 1728cm-1与 111别对应 C=O 键与 C-O-C 键的伸缩振动。接触角实验，可以看1°减少到 53°，材料亲水性得到改善[58]。

图 1-2 PCL 合成路线Fig.1-2 The synthesis of PCL生理条件下通过其酯键的水解而降解，因此可用作可植的关注，特别是对于长期可植入器件的制备具有重要意交酯降解地更慢。应用在组织工程领域时，PCL 存在一些缺点，例如降解胞粘附性低。将磷酸钙基陶瓷和生物活性玻璃结合到 PC生物材料，其具有显着改善的机械性能，可控的降解速用于骨组织工程[61, 63]。生细胞外基质（ECM）研究生物相容良好的组织工程支架，已经做了很多探索策略是尽可能多地从化学组成和物理结构方面，模仿天

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本文编号：2738329