热致相分离法制备组织工程血管支架及生物学评价

发布时间：2017-05-14 14:10

  本文关键词：热致相分离法制备组织工程血管支架及生物学评价，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：热致相分离技术是一种制备纳米纤维组织工程支架的有效手段,采用该技术制备的管状支架可用于小口径血管缺损的修复。但采用左旋聚乳酸(PLLA)单一材料制备的纳米纤维血管支架由于缺乏柔性和弹性,力学强度与天然血管有很大差距,无法满足临床需要。为克服这一难题,本论文采用PLLA与弹性体聚(ε一己内酯)(PCL)或左旋聚乳酸一聚ε-己内酯共聚物(PLCL,50:50)的混合体系来制备相分离管状支架。并通过交联剂将肝素与纳米纤维血管支架表面共价结合,提高支架的抗凝血能力。通过培养猪髂动脉内皮细胞(PIECs)和人血管平滑肌细胞(HVSCs)对材料的生物相容性进行评价。主要研究分为三个部分： 1.采用PLLA/PCL及PLLA/PLCL复合体系制备纳米纤维管状支架。结果显示：当PLLA/PCL混合体系进行相分离时,支架具有大孔结构,并且孔径及孔隙率随着PCL的比例的提高而增大。由于PLLA和PCL不相容,混合聚合物溶液在-80℃发生相分离。PLLA处于不稳定状态而发生旋节分解相分离,形成均一的纳米纤维结构；体系中PCL处于亚稳状态而发生成核-生长相分离,PCL形成微球并分布于PLLA的纳米纤维结构中。部分PCL微球在相分离过程中从支架中逃逸出来,使制备的纳米纤维支架具有“海岛”状结构。而在PLLA/PLCL混合体系中,由于两者具有较好的相容性,发生相分离时,能够形成均一的纳米纤维结构,因此制备的血管支架的拉伸力学性能得到很大提高。 2.将PLLA/PLCL混合比例为40：60的纳米纤维管状支架进行肝素化,肝素与纳米纤维支架能够通过交联剂共价结合。由于支架表面接有肝素,提高了材料的亲水性,降低了蛋白吸附能力。通过甲苯胺蓝染色法定量分析,得出支架上肝素的含量为3.0±0.13μg/cm2,体外凝血实验表明,表面肝素化支架提高了抗凝血能力。 3.分别采用PIECs和HVSCs细胞与支架共培养,评价血管支架的生物相容性。结果表明PIECs细胞能在PLLA/PLCL支架表而增殖和生长,细胞与支架结合紧密,并且细胞形态良好。相分离纳米纤维材料能够为细胞提供更多的附着和生长位点,并能维持细胞表型。HVSCs细胞共培养结果也表明细胞能够在支架表面上粘附生长。因此,相分离制备的PLLA/PLCL小口径纳米纤维血管支架有望用于损伤血管的修复。
【关键词】：PLLA PLCL 相分离 血管支架 组织工程
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-23
• 1.1 血管组织工程13-14
• 1.2 天然材料组织工程血管支架14-16
• 1.3 功能聚合物为基础的血管组织工程支架16-18
• 1.4 血管细胞及生长因子18-19
• 1.5 制备血管支架的方法19-21
• 1.5.1 无支架的全细胞生物血管19-20
• 1.5.2 静电纺丝法20
• 1.5.3 脱细胞血管基质20
• 1.5.4 快速成型法20-21
• 1.5.5 生物反应器的设计和组织培养的调控21
• 1.5.6 热致相分离/冷冻干燥21
• 1.6 本论文的研究内容、创新点及意义21-23
• 1.6.1 研究内容21-22
• 1.6.2 创新点及意义22-23
• 2 复合纳米纤维管状支架的制备与表征23-40
• 2.1 前言23-24
• 2.2 实验内容24-28
• 2.2.1 材料与仪器24-25
• 2.2.2 PLLA/PLCL、PLLA/PCL复合纳米纤维支架的制备25-26
• 2.2.3 形貌表征26
• 2.2.4 孔径及孔隙分析26
• 2.2.5 力学性能测试26-27
• 2.2.6 化学结构分析27
• 2.2.7 X射线衍射(XRD)27
• 2.2.8 热学性质分析27-28
• 2.3 结果与讨论28-38
• 2.3.1 混合不同材料对血管支架的影响28-31
• 2.3.2 支架密度和孔隙率分析31-32
• 2.3.3 力学测试结果分析32-34
• 2.3.4 红外图谱分析34-35
• 2.3.5 X-射线衍射分析35-38
• 2.4 本章小结38-40
• 3 PLLA/PLCL复合纳米纤维血管支架的肝素化40-52
• 3.1 引言40-43
• 3.1.1 血液凝固的原理40-41
• 3.1.2 血液与材料接触导致的凝血41-43
• 3.2 实验内容43-46
• 3.2.1 材料与仪器43-44
• 3.2.2 PLLA/PLCL40：60纳米纤维支架的肝素化44
• 3.2.3 甲苯胺蓝染色测试44-45
• 3.2.4 红外图谱鉴别45
• 3.2.5 接触角测试45
• 3.2.6 血管支架表面的肝素含量分析45
• 3.2.7 血管支架表面的蛋白吸附测试45
• 3.2.8 体外抗凝血测试45-46
• 3.3 结果与讨论46-50
• 3.3.1 甲苯胺蓝染色分析46
• 3.3.2 红外图谱鉴别分析46-47
• 3.3.3 亲疏水性测试47
• 3.3.4 PLLA/PLCL40：60纳米纤维膜上肝素量的测定47-48
• 3.3.5 PLLA/PLCL40：60纳米纤维膜体外蛋白吸附测试48-49
• 3.3.6 体外抗凝血测试49-50
• 3.4 本章小结50-52
• 4 PLLA/PLCL复合纳米纤维血管支架的生物学评价52-65
• 4.1 前言52-53
• 4.2 实验内容53-58
• 4.2.1 材料与仪器53-55
• 4.2.2 材料准备及处理55
• 4.2.3 复苏细胞55
• 4.2.4 细胞观察55-56
• 4.2.5 消化细胞56
• 4.2.6 细胞种植56
• 4.2.7 黏附细胞形貌观察56
• 4.2.8 细胞黏附与增殖测试56-57
• 4.2.9 PIECs细胞染色及共聚焦观察57
• 4.2.10 HVSMCs细胞染色及共聚焦观察57-58
• 4.2.11 PIECs细胞特异表达蛋白染色及共聚焦观察58
• 4.3 结果与讨论58-63
• 4.3.1 细胞在培养板上的形貌观察58-59
• 4.3.2 细胞SEM形貌观察59-60
• 4.3.3 细胞增殖60-61
• 4.3.4 PIECs细胞染色及共聚焦观察61-62
• 4.3.5 HVSMCs细胞染色及共聚焦观察62
• 4.3.6 PIECs特异蛋白的表达染色62-63
• 4.4 本章小结63-65
• 5 结论与展望65-67
• 5.1 本论文主要结论65-66
• 5.2 存在问题与展望66-67
• 参考文献67-72
• 附录 攻读硕士学位期间科研及发表论文情况72-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王喜云;王远亮;;生物材料的生物学评价方法研究进展[J];北京生物医学工程;2007年01期

2 王栩,邬于川,夏世平,高燕,李程旭;MTT法进行活菌计数的方法学探讨[J];泸州医学院学报;2002年04期

3 罗新锦,吴清玉;小口径人工血管的研究进展[J];中国胸心血管外科临床杂志;2001年03期

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1 郑书家;抗凝血生物材料的血液相容性研究[D];重庆大学;2004年

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本文编号：365408