超临界二氧化碳发泡技术制备PLGA多孔组织工程支架研究

发布时间：2017-05-01 05:09

  本文关键词：超临界二氧化碳发泡技术制备PLGA多孔组织工程支架研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：支架作为组织工程的基本要素之一,其制备过程的开发是目前组织工程领域的研究热点。利用超临界流体技术制备生物可降解多孔支架,过程中能有效避免传统制备方法中有机溶剂的使用和高温操作条件,在组织工程及医用材料领域具有广阔的应用前景。本文以聚(乳酸-乙醇酸)共聚物(PLGA)为研究对象,采用超临界二氧化碳(SC-CO2)发泡法并结合NaCl颗粒滤沥,制备得到了具有高连通孔隙率的PLGA多孔支架,并对支架性质进行了表征。 首先对PLGA单组分SC-C02发泡进行了研究,包括聚合物的组成及分子量. SC-CO2发泡过程温度、压力及泄压速率对泡孔形成的影响。PLGA分子量高时形成泡孔的孔径较为均一,且泡孔平均孔径以及连通孔隙率均随PLGA中乳酸含量的增加而增大；提高过程压力易形成孔径小泡孔密度高的微孔结构材料；降低泄压速率,泡孔易合并形成大孔；聚合物处于高弹态时,发泡温度较低时易形成特殊的多面体大孔结构,而当温度较高时,泡孔塌缩形成球形微孔结构,且泡孔尺寸随着温度升高而增大。通过改变SC-CO2发泡过程参数可以制备具有特定孔尺寸和形貌的PLGA多孔支架,实现泡孔在5-500μm范围内的连续调控。 在PLGA单组分发泡实验的基础上,引入NaCl作为致孔剂,采用SC-CO2发泡／颗粒滤沥法制备PLGA多孔支架,研究了NaCl的粒径及加入量对支架孔形貌的影响.NaCl的加入使得PLGA多孔支架形成尺寸在5-10μm以及100-250μm两种不同结构的泡孔,这两种结构的泡孔分别由PLGA在SC-CO2中发泡和NaCl洗脱的印迹所产生的。提高NaCl加入量,支架的总孔隙率增大且泡孔之间的连通性增强;采用较大粒径的NaCl与PLGA混合时,制备得到的多孔支架具有更高的连通孔隙率。利用SC-CO2发泡／颗粒滤沥法能制备出连通孔隙率高达80-90%的PLGA多孔支架,改善了PLGA单组分发泡中存在泡孔连通率低的问题。 最后,研究了PLGA多孔支架的体外降解行为和生物相容性。PLGA的降解属于本体降解,在降解初期能够在较长时间内(乳酸和乙醇酸比例为85：15时,约为12周)维持支架的形貌和重量,并PLGA的降解速率能够通过乳酸和乙醇酸配比的不同来调节。本文制备得到的PLGA多孔支架对细胞无毒害,可以应用于组织工程细胞培养中。
【关键词】：超临界二氧化碳 发泡 颗粒滤沥 PLGA 多孔支架 组织工程
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第一章 文献综述12-30
• 1.1 组织工程学概况12-13
• 1.2 组织工程支架材料13-16
• 1.2.1 组织工程支架材料的要求13-14
• 1.2.2 组织工程支架材料的分类14-16
• 1.3 多孔材料的制备方法16-18
• 1.3.1 传统制备方法16-18
• 1.3.2 气体发泡法18
• 1.4 超临界流体发泡技术制备多孔组织工程支架18-27
• 1.4.1 超临界流体性质18-19
• 1.4.2 超临界流体与聚合物的相互作用19-20
• 1.4.3 超临界流体技术在聚合物加工中的应用20-22
• 1.4.4 SC-CO_2发泡技术22-27
• 1.5 本文研究思路及内容27-30
• 第二章 超临界二氧化碳发泡法制备PLGA多孔支架30-48
• 2.1 引言30
• 2.2 实验材料与设备30-32
• 2.2.1 实验材料30
• 2.2.2 实验仪器与设备30-32
• 2.3 实验方法32-34
• 2.3.1 PLGA原料片制备32
• 2.3.2 SC-CO_2发泡工艺32-34
• 2.4 分析方法34-36
• 2.4.1 平均孔径及孔径分布测定34-35
• 2.4.2 孔隙率测定35
• 2.4.3 压缩模量测定35-36
• 2.5 结果与讨论36-46
• 2.5.1 聚合物基质对泡孔结构的影响36-39
• 2.5.2 过程参数对泡孔结构的影响39-44
• 2.5.3 支架孔隙率及压缩强度44-46
• 2.6 本章小结46-48
• 第三章 SC-CO_2发泡/颗粒滤沥法制备高开孔率PLGA多孔支架48-68
• 3.1 引言48
• 3.2 实验材料与设备48-49
• 3.2.1 实验材料48-49
• 3.2.2 实验仪器与设备49
• 3.3 实验方法49-52
• 3.3.1 PLGA-NaCl原料片制备49-50
• 3.3.2 SC-CO_2发泡/颗粒滤沥法50-52
• 3.4 分析方法52-53
• 3.4.1 平均孔径及孔径分布测定52
• 3.4.2 孔隙率测定52-53
• 3.4.3 压缩模量测定53
• 3.4.4 NaCl在支架中的残留检测53
• 3.5 结果与讨论53-66
• 3.5.1 致孔剂粒径及加入量对支架形态的影响55-58
• 3.5.2 致孔剂存在时发泡过程温度和压力对泡孔形态的影响58-61
• 3.5.3 NaCl的加入对支架孔隙率及抗压强度的影响61-65
• 3.5.4 NaCl在支架中的残留检测65-66
• 3.6 本章小结66-68
• 第四章 PLGA多孔支架的体外降解行为及生物相容性研究68-76
• 4.1 引言68
• 4.2 实验材料与设备68-70
• 4.2.1 实验材料68
• 4.2.2 实验仪器与设备68-70
• 4.3 实验方法70-72
• 4.3.1 体外降解实验70
• 4.3.2 体外细胞毒性实验70-72
• 4.4 结果与讨论72-74
• 4.4.1 体外降解实验72-74
• 4.4.2 体外细胞毒性实验74
• 4.5 本章小结74-76
• 第五章 结论与建议76-80
• 5.1 结论76-77
• 5.2 建议77-80
• 参考文献80-86
• 作者简介86

【参考文献】

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本文编号：338281