聚乳酸—羟基乙酸共聚物纳米纤维的功能化及其在生物医学的应用
发布时间：2021-07-08 18:54
生物医用材料（Biomedical Materials）能治疗、修复或重建病损组织、器官,常用于心脑血管、骨科、神经外科、药物递送、整形外科等领域,已成为国家中长期科学和技术发展规划的重点领域及优先主题。电纺纳米纤维材料具有孔隙率高、比表面积大、易于功能化等特点,能够在微观和宏观结构上直接或间接模仿天然组织结构,便于组织修复或重建,在生物医用材料方面突显优势。论文围绕静电纺丝技术,构建4种PLGA基生物活性复合纳米纤维材料体系,研究其生物相容性和生化功能性。（1）结合静电纺丝和流延法,创制出温度响应聚乳酸-羟基乙酸共聚物/壳聚糖@聚乳酸-羟基乙酸-三亚甲基碳酸酯（PLGA/CS@PLGATMC）形状记忆支架。支架为管状,内层为定向排列的PLGA/CS纳米纤维,调节血管平滑肌细胞的附着、增殖和形貌;外层为具有形状记忆性能的PLGATMC膜,调控支架的形态。相比于纯PLGA纤维,PLGA/CS复合纤维更有利于平滑肌细胞的生长,其中,PLGA/CS7:3复合纤维最有利于平滑肌细胞的生长,这可能由于表面化学与表面相貌共同作用的结果。此外,相比于无规取向的纳米纤维,定向纳米纤维更有利于平滑肌细胞...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
等离子体处理电纺聚己内酯血管支架[50]
第一章绪论用领域中展现出巨大的应用潜力，如神经再生、血管支架、骨再生和伤口愈合等。图1.3电纺纤维在生物医学及其他方面的应用Fig1.3Applicationofelectrospunfiberinbiomedicineandothers[74]1.4.1血管支架静电纺丝技术能够制备出具有纳米网状结构的小口径血管组织工程支架。Wei等人[75]制备出直径3mm管状聚L-乳酸-聚-己内酯（PLL-CL）支架，将这种纤维支架移植到兔体内7周后仍能保持其结构完整性且血流通畅，表明该纤维支架具有足够的力学强度来替代天然血管。他们进一步将从人冠状动脉获得的内皮细胞种植到胶原负载的纤维支架上，发现内皮细胞可以均匀分布在整个管腔支架上。血管支架的力学性能可以通过改变纤维直径、孔隙率、取向度以及组成纤维的比例和空间分布等微观结构参数加以调控，进而调节组织形成过程中细胞的存活、迁移和增殖。Ju等人[76]采用共电纺丝技术制备PCL/胶原双层血管支架，支架外层具有较大孔径，有助于平滑肌细胞的浸润，内层具有较小孔径，有助于内皮细胞的粘附、铺展和分化。支架的微观结构和力学性能受控于纤维的直径。纤维直径由0.27μm增加到4.45μm，支架的孔隙率增加而杨氏模量从2.03MPa下降到0.26MPa。这种双层支架外表面适合平滑肌细胞生长，内表面适合内皮细胞的内皮化。1.4.2骨再生骨组织通常由骨基质组成，而骨基质主要是由I型胶原纤维和羟基磷灰石纳米颗粒构成。胶原纤维提供骨的结构框架，而羟基磷灰石纳米颗粒提供刚性和抗压强度[77]。含有羟基磷灰石纳米粒子的电纺纤维支架可以模拟天然骨基质。目前，10
。结果表明，该支架能够促进细胞的粘附、增殖，可以作为骨膜的潜在替代物。这些复合纳米纤维支架能够促进细胞增殖和产生明显的矿化，可以作为骨组织工程支架的替代品，应用于骨组织工程。1.4.3神经组织工程神经组织工程是人类修复受损神经系统最有效的方法之一，而神经组织工程支架的设计在神经组织工程中起着关键性作用。通过对比无规取向的PLLA微/纳米纤维支架，定向有序纤维支架对神经突起的生长具有更好的接触指导作用，是理想的细胞神经组织工程的载体[79]。单个神经干细胞培养在PLLA支架上两天后的扫描电镜图像（图1.4）显示，神经干细胞牢固地粘附在定向有序的PLLA纤维支架上，沿着同一方向上排列且细胞体长出了神经轴突。另外，神经干细胞还长出了一些纤维状结构，它们调节细胞与基质之间的相互作用，并以双向的方式在细胞质和细胞外基质分子中传递信息。相反，在无规取向纤维上几乎没有上述情况，表明定向有序的纤维结构可以通过“接触引导”机制调节支架和神经干细胞之间相互作用，使细胞沿着纤维的方向生长，同时引导轴突也沿着纤维方向生长。图1.4无序和定向有序PLLA电纺纤维的性质以及它们对神经干细胞生长的影响Fig1.4PropertiesofrandomoralignedPLLAelectrospunfibersandtheireffectsonNSCsgrowth[79]1.4.4促进伤口愈合11
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚乳酸/羟基磷灰石复合支架材料的研究现状[J]. 尹浩月,邓久鹏,马丽娟. 世界最新医学信息文摘. 2018(76)
[2]聚乳酸基电纺丝作为缓释材料的研究[J]. 何莉. 苏州大学学报(工科版). 2007(01)
本文编号：3272139
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
等离子体处理电纺聚己内酯血管支架[50]
第一章绪论用领域中展现出巨大的应用潜力，如神经再生、血管支架、骨再生和伤口愈合等。图1.3电纺纤维在生物医学及其他方面的应用Fig1.3Applicationofelectrospunfiberinbiomedicineandothers[74]1.4.1血管支架静电纺丝技术能够制备出具有纳米网状结构的小口径血管组织工程支架。Wei等人[75]制备出直径3mm管状聚L-乳酸-聚-己内酯（PLL-CL）支架，将这种纤维支架移植到兔体内7周后仍能保持其结构完整性且血流通畅，表明该纤维支架具有足够的力学强度来替代天然血管。他们进一步将从人冠状动脉获得的内皮细胞种植到胶原负载的纤维支架上，发现内皮细胞可以均匀分布在整个管腔支架上。血管支架的力学性能可以通过改变纤维直径、孔隙率、取向度以及组成纤维的比例和空间分布等微观结构参数加以调控，进而调节组织形成过程中细胞的存活、迁移和增殖。Ju等人[76]采用共电纺丝技术制备PCL/胶原双层血管支架，支架外层具有较大孔径，有助于平滑肌细胞的浸润，内层具有较小孔径，有助于内皮细胞的粘附、铺展和分化。支架的微观结构和力学性能受控于纤维的直径。纤维直径由0.27μm增加到4.45μm，支架的孔隙率增加而杨氏模量从2.03MPa下降到0.26MPa。这种双层支架外表面适合平滑肌细胞生长，内表面适合内皮细胞的内皮化。1.4.2骨再生骨组织通常由骨基质组成，而骨基质主要是由I型胶原纤维和羟基磷灰石纳米颗粒构成。胶原纤维提供骨的结构框架，而羟基磷灰石纳米颗粒提供刚性和抗压强度[77]。含有羟基磷灰石纳米粒子的电纺纤维支架可以模拟天然骨基质。目前，10
。结果表明，该支架能够促进细胞的粘附、增殖，可以作为骨膜的潜在替代物。这些复合纳米纤维支架能够促进细胞增殖和产生明显的矿化，可以作为骨组织工程支架的替代品，应用于骨组织工程。1.4.3神经组织工程神经组织工程是人类修复受损神经系统最有效的方法之一，而神经组织工程支架的设计在神经组织工程中起着关键性作用。通过对比无规取向的PLLA微/纳米纤维支架，定向有序纤维支架对神经突起的生长具有更好的接触指导作用，是理想的细胞神经组织工程的载体[79]。单个神经干细胞培养在PLLA支架上两天后的扫描电镜图像（图1.4）显示，神经干细胞牢固地粘附在定向有序的PLLA纤维支架上，沿着同一方向上排列且细胞体长出了神经轴突。另外，神经干细胞还长出了一些纤维状结构，它们调节细胞与基质之间的相互作用，并以双向的方式在细胞质和细胞外基质分子中传递信息。相反，在无规取向纤维上几乎没有上述情况，表明定向有序的纤维结构可以通过“接触引导”机制调节支架和神经干细胞之间相互作用，使细胞沿着纤维的方向生长，同时引导轴突也沿着纤维方向生长。图1.4无序和定向有序PLLA电纺纤维的性质以及它们对神经干细胞生长的影响Fig1.4PropertiesofrandomoralignedPLLAelectrospunfibersandtheireffectsonNSCsgrowth[79]1.4.4促进伤口愈合11
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚乳酸/羟基磷灰石复合支架材料的研究现状[J]. 尹浩月,邓久鹏,马丽娟. 世界最新医学信息文摘. 2018(76)
[2]聚乳酸基电纺丝作为缓释材料的研究[J]. 何莉. 苏州大学学报(工科版). 2007(01)
本文编号：3272139
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