多孔聚乳酸（PLLA）组织工程支架的制备与结构调控

发布时间：2017-09-25 05:12

  本文关键词：多孔聚乳酸（PLLA）组织工程支架的制备与结构调控

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【摘要】：三维多孔支架作为组织工程最基本的要素之一,不仅能够为细胞的粘附、增殖、分化提供结构支撑,并能够引导特殊的细胞功能,调节细胞间的相互作用,为细胞的生长提供可靠的微环境。支架在组织工程中的重要作用主要依赖于支架内部适合细胞生长的几何拓扑学结构(包括孔径、孔隙率、连通度等)。针对目前组织工程支架结构单一的缺点,支架结构的精密调控成为组织工程支架研究领域的热点问题。本文主要分为以下两个部分:第一部分:采用乳化法制备了不同尺寸的糖球,并在热处理条件下形成糖球模板,进一步结合热致相分离技术,得到了大孔孔径分别为50-100μm、100-150μm、150-200μm、200-250μm、250-300μm、300-400μm、400-500μm、500-600μm、600-800μm的PLLA组织工程支架。论文探究了糖球尺寸、糖球模板的热处理条件以及不同溶剂(二氧六环、四氢呋喃及二氯甲烷)对PLLA支架孔径、孔隙率及内连通度的影响。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)表征了支架的空间拓扑结构、化学结构、结晶和熔融行为。结果显示,不同孔径的支架材料孔隙率均在90%以上,孔径尺寸与糖球尺寸完全吻合,通过控制糖球模板热处理程度,支架内连通度可得到精密调控。采用二氧六环为溶剂时,支架孔壁由更小的平均孔径为10μm、厚度为200nm的微观孔洞组成;在THF体系中,支架孔壁结构由纳米级微纤构成;二氯甲烷为溶剂时支架形成光滑致密的孔壁。细胞实验证实PLLA支架生物相容性良好,具有微纳米结构的组织工程支架有利于细胞的黏附、生长以及提供细胞新陈代谢的通道。第二部分:采用模拟体液(SBF)法,将第二部分制备的PLLA支架在1.5倍的SBF中浸泡不同时间,制备了聚乳酸/羟基磷灰石(PLLA/HA)复合材料支架。采用SEM表征了支架表面HA沉积层形貌、覆盖程度及HA晶粒晶型及尺寸。支架增重比率显示,随沉积时间的延长复合材料支架重量呈现先增加后减小的趋势。透射电镜(TEM)结果表明HA晶体呈薄片状;透射电镜能谱(TEM-EDS)测得HA层Ca/P原子比为1.51,接近真实比;TEM高分辨检测到HA的(110)和(002)晶面,X射线衍射(XRD)检测到HA层的(002)晶面和(211)晶面处的特征衍射峰。FTIR图谱显示PLLA/HA复合支架既具有PLLA的特征吸收峰,同时也具有HA的特征吸收峰。接触角检测表明HA的加入较好的改善了支架材料的亲水性。细胞毒性试验(MTT)显示小鼠成骨细胞MC3T3-E1细胞在PLLA支架及PLLA/HA复合支架中都呈现较高的细胞活性。
【关键词】：聚乳酸 糖球模板法 热致相分离法 PLLA支架 拓扑结构
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ323.4;R318.08
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 引言11
• 1.2 组织工程概述11-12
• 1.3 组织工程支架材料概述12-14
• 1.4 组织工程支架材料类型14-17
• 1.4.1 天然高分子材料14-15
• 1.4.2 无机生物陶瓷类材料15-16
• 1.4.3 合成可降解高分子材料16-17
• 1.5 组织工程支架构建方法17-21
• 1.5.1 静电纺丝（Electrostatic spinning）17-18
• 1.5.2 气体发泡法（Gas foaming）18-19
• 1.5.3 致孔剂法（Porogen-leaching technique）19-20
• 1.5.4 热致相分离法(Thermally Induced Phase Separation,TIPS)20-21
• 1.6 组织工程支架研究现状及发展趋势21-22
• 1.7 论文选题及研究内容22-25
• 第2章 多孔PLLA支架的制备及结构调控25-39
• 2.1 引言25
• 2.2 实验部分25-28
• 2.2.1 实验原料25
• 2.2.2 不同孔径PLLA支架制备25-26
• 2.2.3 测试与表征26-28
• 2.3 结果与讨论28-36
• 2.3.1 糖球及糖球模板形貌28-30
• 2.3.2 PLLA支架几何拓扑结构30-32
• 2.3.3 溶剂对PLLA支架几何拓扑结构的影响32-34
• 2.3.4 PLLA支架化学结构表征34-35
• 2.3.5 PLLA支架熔融及结晶性能35-36
• 2.3.6 PLLA支架细胞相容性36
• 2.4 本章小结36-39
• 第3章 聚乳酸/羟基磷灰石（HA）复合支架的制备与表征39-49
• 3.1 引言39
• 3.2 实验部分39-42
• 3.2.1 实验原料39
• 3.2.2 模拟体液（SBF，1.5 倍）的配制39-40
• 3.2.3 PLLA/HA支架的制备40
• 3.2.4 测试与表征40-42
• 3.3 结果与讨论42-47
• 3.3.1 PLLA/HA复合支架表面形貌42-44
• 3.3.2 复合支架表面HA相晶体形貌及化学成分分析44-45
• 3.3.3 PLLA/HA复合支架材料化学结构分析45-46
• 3.3.4 PLLA/HA复合支架亲水性分析46
• 3.3.5 PLLA支架和PLLA/HA复合支架细胞毒性试验46-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 全文结论49-51
• 参考文献51-57
• 致谢57-58
• 研究生期间发表的论文58

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本文编号：915538