一种生物降解弹性体的合成、表征及其在血管支架上的应用

发布时间：2017-08-24 07:09

  本文关键词：一种生物降解弹性体的合成、表征及其在血管支架上的应用

  更多相关文章： 生物降解弹性体 聚癸二酸丙三醇酯 PGSLP 血管支架

【摘要】：生物降解弹性体非常类似于天然软组织,它们在软组织修复与再生领域受到人们的极大关注。聚癸二酸丙三醇酯(PGS)是一种交联的聚酯弹性体,具有良好的弹性、生物相容性和降解性,近年来被广泛研究用于各种生物医学应用,尤其是软组织工程如心肌、血管、视网膜等。但PGS强度低、保水性差等特点在一定程度上限制了它的实用性。本文将两种生物相容性良好的分子聚乙二醇(PEG)和左旋乳酸(LLA)同时引入到PGS的交联网络中,得到了一种新的生物降解弹性体,命名为PGSLP。我们对PGSLP进行了详细的表征并研究了其在血管支架上的应用。研究内容主要包括以下三部分:(1)PGSLP预聚物制备。首先用PEG、LLA和癸二酸缩合聚合得到三种单体的线性链段,再由该线性链段与丙三醇反应得到PGSLP预聚物。通过改变反应体系中PEG和LLA的含量,我们得到了6种线性链段和6种PGSLP预聚物。FTIR分析表明线性链段和PGSLP预聚物分子中有大量酯键生成,证明了缩合聚合的发生,而它们的指纹区与PGS预聚物有很大不同,表明PGSLP与PGS分子结构不同。用1H NMR进一步确认线性链段和PGSLP预聚物的分子结构,根据核磁数据计算得到PGSLP预聚物分子中各单体的摩尔比,发现与实际投料比相近,表明反应过程中单体挥发损失较少。用GPC进行分子量测试表明不同pgslp预聚物的分子量接近,表明pgslp预聚物的合成条件选择适宜。(2)将pgslp预聚物进行交联固化得到pgslp弹性体,并对其性能进行表征。结果表明,pgslp与pgs一样是无定型结构,玻璃化温度低于0℃。peg和lla的引入对pgslp的亲水性和力学性能有较大影响,pgslp的平衡吸水量达到pgs的6-11倍,其亲水保水能力随材料中peg含量的增加而增加,而lla含量增加会使pgslp的力学性能明显增加,固化48h的pgslp-12-0.25的断裂伸长率和拉伸强度分别达到了259.6±7.0%和0.589±0.050mpa,比pgs增加了超过2倍。体外降解实验表明,材料中peg和lla的含量不同,pgslp的降解行为有较大差异,表明通过调节peg和lla的含量可以对材料的降解性能进行调节。另外,细胞实验表明pgslp-12-0.25有良好的细胞生物相容性,可以很好的支持l929细胞正常的铺展和增殖,皮下包埋实验证明pgslp-12-0.25与pgs均具有良好的生物相容性。这些结果表明,pgslp的总体性能比pgs更加优异,作为一种生物降解弹性体,pgslp比pgs在生物医学应用上有更好的实用性。(3)用热致相分离技术制备pgslp/plla血管支架,改变支架中pgslp的含量得到多种pgslp/plla支架。用sem观察支架的微观结构,发现各支架都具有良好的纳米纤维结构,并且固化过程对支架的微观结构影响很小。力学测试表明pgslp的加入使支架的应力-应变曲线在小应变范围内呈‘“j”形状,类似于天然软组织的力学特征,同时PGSLP/PLLA支架的拉伸强度和断裂伸长率比PLLA支架增加了2倍多,杨氏模量降低至2 MPa左右。细胞实验表明PGSLP/PLLA支架与血管细胞有很好的生物相容性,能支持猪髂内皮细胞(PIEC)正常的铺展和增殖。这些结果表明PGSLP/PLLA血管支架比PLLA支架在血管组织工程领域有更好的应用潜力。
【关键词】：生物降解弹性体 聚癸二酸丙三醇酯 PGSLP 血管支架
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.11
【目录】：

• 摘要6-9
• ABSTRACT9-13
• 1 绪论13-22
• 1.1 生物降解弹性体13
• 1.2 聚癸二酸丙三醇酯的性能及应用13-19
• 1.2.1 PGS的性能13-16
• 1.2.2 PGS在生物医学上的应用16-19
• 1.3 聚癸二酸丙三醇酯的性能改善19-20
• 1.4 血管组织工程支架20-21
• 1.5 本论文的研究内容、创新点及意义21-22
• 1.5.1 研究内容21
• 1.5.2 创新点及意义21-22
• 2 PGS和PGSLP预聚物合成及物化表征22-31
• 2.1 前言22-23
• 2.2 实验内容23-25
• 2.2.1 材料与仪器23
• 2.2.2 PGS预聚物合成23-24
• 2.2.3 PGSLP预聚物合成24-25
• 2.2.4 PGS和PGSLP预聚物核磁共振测试25
• 2.2.5 PGS和PGSLP预聚物红外测试25
• 2.2.6 PGS和PGSLP预聚物分子量测试25
• 2.3 结果与讨论25-29
• 2.3.1 PGSLP预聚物合成25-26
• 2.3.2 核磁共振分析26-27
• 2.3.3 红外光谱分析27-29
• 2.3.4 分子量分析29
• 2.4 本章小结29-31
• 3 PGS和PGSLP预聚物固化及弹性体的性能评价31-45
• 3.1 前言31
• 3.2 实验内容31-35
• 3.2.1 材料与仪器31-33
• 3.2.2 PGS和PGSLP预聚物固化33
• 3.2.3 热学性能测试33
• 3.2.4 结晶性能测试33
• 3.2.5 接触角测试33
• 3.2.6 溶胀性能测试33-34
• 3.2.7 交联度测试34
• 3.2.8 力学性能（拉伸）测试34
• 3.2.9 体外降解测试34
• 3.2.10 细胞相容性测试34-35
• 3.2.11 体内生物学评价35
• 3.3 结果与讨论35-43
• 3.3.1 DSC分析35-36
• 3.3.2 XRD分析36
• 3.3.3 亲水性分析36-37
• 3.3.4 溶胀性能分析37-38
• 3.3.5 交联度分析38
• 3.3.6 力学性能分析38-41
• 3.3.7 体外降解性能分析41-42
• 3.3.8 体外生物相容性评价42-43
• 3.3.9 体内生物相容性评价43
• 3.4 本章小结43-45
• 4 PGSLP/PLLA血管支架的制备及性能评价45-54
• 4.1 前言45
• 4.2 实验内容45-48
• 4.2.1 材料与仪器45-47
• 4.2.2 PGSLP/PLLA小口径血管支架制备47
• 4.2.3 支架微观形貌表征47
• 4.2.4 支架力学性能测试47
• 4.2.5 支架细胞相容性测试47-48
• 4.3 结果与讨论48-53
• 4.3.1 未固化支架性能表征48-50
• 4.3.2 固化支架性能表征50-52
• 4.3.3 支架体外生物相容性评价52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 5 结论与展望54-56
• 5.1 主要结论54
• 5.2 后续工作建议54-56
• 参考文献56-63
• 附录 攻读硕士学位期间科研及发表论文情况63-64
• 致谢64

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