天然高分子基三維多孔支架的制備、表征及其電化學(xué)礦化.pdf

1、本論文采用天然高分子材料，制備了可生物降解的三維多孔支架;并模擬天然骨組織成分，采用電化學(xué)礦化技術(shù)，構(gòu)建了礦化明膠三維多孔支架，有望在骨組織工程中得到廣泛應(yīng)用。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.采用相分離/冷凍干燥技術(shù)制備了明膠-透明質(zhì)酸復(fù)合三維多孔支架，探究了相分離溫度及明膠/透明質(zhì)酸比例對(duì)于支架的多孔形貌和特性的影響。掃描電子顯微鏡(SEM)觀察發(fā)現(xiàn)，明膠-透明質(zhì)酸復(fù)合支架呈多孔結(jié)構(gòu);多孔形貌及孔徑隨著相分離溫度或明膠/透明質(zhì)酸

2、比例不同而不同。采用紅外光譜(FTIR)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，酰胺鍵和酯鍵的強(qiáng)度在EDC交聯(lián)后的復(fù)合支架中有所增加。另外，復(fù)合支架的溶脹性、體外降解性及力學(xué)性能等，都會(huì)隨著明膠/透明質(zhì)酸比例的變化而改變。SEM觀察成纖維細(xì)胞L929在純明膠支架及明膠-透明質(zhì)酸復(fù)合支架上具有良好的黏附形貌;采用MTT法測(cè)L929細(xì)胞的增殖情況。綜上，明膠-透明質(zhì)酸復(fù)合三維多孔支架具有良好的理化特性及生物相容性，有望作為組織工程支架應(yīng)用于組織修復(fù)等領(lǐng)域。
　

3、　 2.首次采用電化學(xué)礦化技術(shù)對(duì)天然高分子基三維多孔支架進(jìn)行表面礦化，并探究了各種電化學(xué)礦化因素（礦化時(shí)間、礦化電壓、電解液溫度、超聲電礦化）對(duì)礦化明膠晶體涂層的形貌特征、結(jié)構(gòu)成分等的影響。SEM觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)明膠電化學(xué)礦化在低壓(2 V)和低溫(25℃)條件下進(jìn)行時(shí)，明膠表面沉積的晶體涂層呈板片狀，多分布于支架的孔壁邊緣;而當(dāng)?shù)V化電壓較高（3V和5V）或電解液溫度較高（37℃和60℃）時(shí)，形成的晶體涂層結(jié)構(gòu)細(xì)膩，較均勻地分布在支架的孔

4、壁上;尤其當(dāng)電解液水浴溫度控制在60℃時(shí)，明膠支架的孔壁上沉積的晶體呈細(xì)針狀，這種形態(tài)與天然骨組織成分羥基磷灰石(HA)形態(tài)類(lèi)似。質(zhì)量分析結(jié)果證明，在明膠的電化學(xué)礦化過(guò)程中，較高的礦化電壓或電解液溫度更有利于晶體的沉積。FTIR結(jié)果表明，礦化明膠支架中存在碳酸化磷灰石成分。X-射線衍射(XRD)圖譜分析證明，在較低的礦化電壓(3 V)或電解液溫度(25℃)下沉積的晶體成分主要為二水磷酸鈣(DCPD);在60℃下沉積的晶體成分主要為HA，

5、這與SEM觀察結(jié)果相符;但是，當(dāng)?shù)V化電壓從3V升高至5V時(shí)，晶體成分沒(méi)有太大差別，為DCPD和HA的混合物。X-射線電子分散能譜(EDS)及X-射線光電子能譜(XPS)分析證明，明膠多孔支架的電化學(xué)礦化晶體涂層的主要成分為鈣缺陷型磷灰石晶體。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大鼠前成骨細(xì)胞（MC3T3-E1）在電化學(xué)礦化明膠支架上具有良好的黏附形態(tài)和增殖趨勢(shì)。綜上，電化學(xué)礦化技術(shù)可成功應(yīng)用于高分子基三維多孔支架的表面礦化;得到的礦化明膠多孔支架有望