組織工程支架材料的超臨界發(fā)泡與通透特性研究.pdf

1、當(dāng)前的組織工程支架的制造技術(shù)幾乎都需要使用有機(jī)溶劑,這種溶劑即使經(jīng)過長時間處理也無法完全去除,殘留的有機(jī)溶劑會影響生物細(xì)胞形成新組織的能力。另外一些制造方法則使用鹽粒子作為成孔劑,這就需漫長的過濾步驟消除殘留鹽粒子對生物組織細(xì)胞的影響。針對上述情況,論文采用固態(tài)發(fā)泡法制作PLA(聚乳酸,Polylacticacid)組織工程支架材料,該方法不使用任何有機(jī)溶劑和成孔劑,發(fā)泡過程簡單,參數(shù)易于控制,發(fā)泡結(jié)果穩(wěn)定,同時制作的PLA組織支架材料

2、的物理和化學(xué)特性穩(wěn)定。
　　 本文首先介紹了固態(tài)發(fā)泡法的基本原理,對發(fā)泡過程的參數(shù)進(jìn)行了研究,然后制作PLA固態(tài)泡沫,結(jié)果表明,PLA組織支架材料的平均泡孔孔徑與CO2的飽和壓力加壓時間以及發(fā)泡溫度都有直接的關(guān)系,符合均相發(fā)泡的基本規(guī)則。在低飽和壓力、高發(fā)泡溫度和長加壓時間下,泡孔孔徑越大；但是當(dāng)加壓時間足夠長,發(fā)泡核趨向飽和時,其泡孔孔徑趨向于一個穩(wěn)定值。其中飽和壓力對材料特性起著決定性作用,在高壓力下,CO2在PLA分子空隙

3、間形成更多的發(fā)泡核,經(jīng)發(fā)泡后可得到的高泡孔密度、小泡孔孔徑的致密泡沫材料。實(shí)驗(yàn)泡沫的泡孔孔徑范圍較寬,從幾μm到幾百μm,可以為不同類型的組織器官細(xì)胞的生長提供合適大小的支架結(jié)構(gòu)。對PLA固態(tài)泡沫進(jìn)行了熱重法特性分析,指出PLA材料經(jīng)過發(fā)泡后,其熱穩(wěn)定性下降,分解溫度降低；隨著飽和壓力的降低,PLA支架泡沫材料的泡孔孔徑增大,泡孔數(shù)量降低,其分解溫度提高,而在常溫下的降解時間延長。為不同類型組織工程支架材料制造和泡孔孔徑的精確控制以及支

4、架材料的降解特性檢測提供了新的方法。由于固態(tài)發(fā)泡的內(nèi)部泡孔大部分是閉合的,不適合于組織工程應(yīng)用,論文設(shè)計了一套超聲輻照PLA泡沫的實(shí)驗(yàn)裝置,應(yīng)用20kHz的功率超聲照射PLA泡沫,用顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)輻照前后的PLA泡沫的切片有細(xì)微的差別,對輻照前后PLA泡沫的染色對比實(shí)驗(yàn)表明,超聲輻照大大增強(qiáng)了PLA泡沫的通透性。針對當(dāng)前測量泡沫通透性的方法如染色法和降解法等對樣本產(chǎn)生破壞性的問題,論文最后還提出了應(yīng)用超聲無損測量PLA組織支架材料通透性