EMPLGA-Gel-HA復(fù)合支架材料的制備及性能研究.pdf

1、目前，應(yīng)用于軟骨組織修復(fù)的高分子支架材料主要包括多孔型“硬支架”、和水凝膠型“軟支架”,它們有著各自明顯的優(yōu)缺點。然而，單一的多孔型“硬”支架材料和水凝膠型“軟”支架材料均無法為細(xì)胞生長、增殖、分化和功能表達(dá)提供必要的微環(huán)境，因此有必要對其進(jìn)行改性，以便擴(kuò)展其的應(yīng)用范圍。目前對支架材料的改性以共聚（接枝）和有機/無機復(fù)合改性為主，而采用物理方法將可降解高分子材料與水凝膠進(jìn)行有機/有機復(fù)合則鮮有報道.在現(xiàn)有的功能仿生支架材料的研究中，運用

2、有機/有機復(fù)合有望突破類天然組織環(huán)境與機械強度不能兼顧的技術(shù)瓶頸，具有重要的研究意義。
　　本論文以D,L-乳酸和乙醇酸為原料，采用減壓蒸餾法制備出D,L-丙交酯和乙交酯單體；以純化后的兩種單體和馬來酸酐為原料，辛酸亞錫為催化劑，采用直接熔融共聚制備馬來酸酐改性的聚丙乙交酯（MPLGA)；利用MPLGA中酸酐的?；磻?yīng)制備了乙二胺改性的產(chǎn)物EMPLGA。FT-IR和1HNMR分析表明馬來酸酐已成功接入高分子骨架中。同時考察了聚合溫

3、度、聚合時間、催化劑用量對聚合物分子量及其分子量分布的影響，結(jié)果表明在催化劑用量為0.45％，反應(yīng)溫度150℃，反應(yīng)時間42h時，聚合得到的MPLGA重均分子量可達(dá)5.3×104。N-酰化反應(yīng)制備的EMPLGA親水性能得到明顯的改善，且能有效緩解MPLGA降解過程中酸性的積累。
　　以碳酸鈉為致孔劑，采用常溫模壓/粒子溶出法制備了EMPLGA多孔硬支架材料，同時考察了碳酸鈉的含量對多孔支架材料的形貌、孔徑、孔隙率及抗壓強度的影響。

4、結(jié)果表明隨著致孔劑用量的增加，支架材料的微孔逐漸增多，孔隙率增大，抗壓強度逐漸降低。隨著致孔劑粒徑的減小，支架材料的微孔尺寸逐漸減小，而抗壓強度逐漸升高。因此可以通過控制Na2CO3粒子的尺寸和質(zhì)量百分比來控制多孔支架的微孔結(jié)構(gòu)和抗壓強度。
　　以Gel和HA為原料，EDC為交聯(lián)劑，通過冷凍干燥法制備了Gel/HA復(fù)合水凝膠，考察了Gel和HA的不同組成及有無交聯(lián)對復(fù)合水凝膠形貌、親水性和溶脹度的影響。結(jié)果表明三維多孔結(jié)構(gòu)的水凝膠

5、經(jīng)EDC交聯(lián)后其孔徑大小可達(dá)100-400μm；隨著分子鏈中存在大量親水基團(tuán)的HA含量增大，復(fù)合水凝膠的親水性能得到改善，溶脹度增大。以此法制得的水凝膠在適度交聯(lián)的情況下，具有穩(wěn)定的三維多孔結(jié)構(gòu)、一定的機械強度和優(yōu)良的親水性能。
　　將EMPLGA多孔支架材料浸泡在Gel/HA復(fù)合水凝膠溶液中，以EDC為交聯(lián)劑，采用冷凍干燥法制備了EMPLGA/Ge-HA復(fù)合支架材料，考察了浸泡時間對復(fù)合支架材料的形貌、孔結(jié)構(gòu)、孔隙率以及抗壓強度

6、的影響。結(jié)果表明Gel-HA 水凝膠已貼附在EMPLGA多孔硬支架的孔壁上，且隨著浸泡時間的增加，壁上貼附的水凝膠增加，復(fù)合支架材料的孔隙率降低而抗壓強度增大。但是隨著浸泡時間的增加，孔壁黏附水凝膠的速度降低，4h到5h的時候孔隙率和抗壓強度幾乎沒變化。
　　將EMPLGA和EMPLGA/Ge-HA支架材料浸泡在PBS緩沖液中，考察了降解過程中降解液的pH值和材料的吸水率、失重率、形貌、抗壓強度、和分子量的變化，以及對比

7、了兩者之間的差異。結(jié)果表明隨著降解的進(jìn)行兩種材料的失重率、吸水率都逐漸增大，支架的抗壓強度和分子量都呈下降趨勢。但是，兩者PBS溶液pH值的變化趨勢不一致，EMPLGA/Gel-HA復(fù)合支架材料的pH值是先上升再下降，而EMPLGA多孔支架材料的pH值呈下降趨勢。從形貌圖中，可以看出Gel-HA水凝膠在10天后已幾乎被降解完全，EMPLGA材料多孔壁上從10天開始出現(xiàn)微孔，且隨著降解的進(jìn)行，微孔增多，25天后，材料內(nèi)部微孔可達(dá)50μm。