可吸收聚酯納米纖維支架：組成、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究.pdf

1、天然組織中的細(xì)胞外基質(zhì)主要由直徑為50-500nm的三維網(wǎng)絡(luò)膠原纖維構(gòu)成，與組織、細(xì)胞的各項(xiàng)生理學(xué)行為密切相關(guān)。為取得更好的修復(fù)效果，組織工程中的支架材料的設(shè)計(jì)必須考慮對(duì)天然細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行模仿。遵照這一原則，本文設(shè)計(jì)并制備一類具有納米纖維結(jié)構(gòu)的多通道導(dǎo)管支架，并研究了聚合物的組成、結(jié)構(gòu)與導(dǎo)管性能的關(guān)系。論文分為兩部分：
　　 (一)具有納米纖維結(jié)構(gòu)多通道導(dǎo)管的構(gòu)建與性能
　　 以可降解PLLA和PLGA(85/

2、15，75/25)為原料，采用熱致相分離(Thermallyinduced phase separation，TIPS)的原理，結(jié)合低壓注射成型技術(shù)(Low-pressureinjection molding，LPIM)，制備了三種不同顯微結(jié)構(gòu)的多通道導(dǎo)管支架。分別是(1)PLLA/THF體系，通過L-L熱致相分離原理，制備了具有納米纖維結(jié)構(gòu)的PLLA多縱向通道導(dǎo)管支架；(2)PLLA/(Dioxane∶H2O=88∶12，v/v)體系

3、，通過L-L熱致相分離原理，制備出具有較大孔徑(20～40μm)，孔壁主要由納米纖維組成的PLLA多縱向通道導(dǎo)管支架；(3)PLLA(or PLGA)/Dioxane體系，通過S-L熱致相分離，制備出具有梯狀孔結(jié)構(gòu)的多縱向通道導(dǎo)管支架。系統(tǒng)研究了所構(gòu)建的上述導(dǎo)管支架顯微形貌、孔隙率、力學(xué)性能、蛋白吸附性能，以及它們?cè)隗w外降解過程中質(zhì)量、分子量、結(jié)晶性能、力學(xué)性能的變化規(guī)律，最后還考察了采用這類聚酯材料制備的導(dǎo)管支架在體外降解不同時(shí)間段的

4、降解液對(duì)PC12細(xì)胞的毒性。結(jié)果顯示：
　　 (1)首次制備出同時(shí)具有多縱向通道(Φ外≈3 mm，通道數(shù)：7～16，Φ通道≈0.5mm)和納米纖維微觀結(jié)構(gòu)PLLA導(dǎo)管支架，導(dǎo)管孔隙率可達(dá)93％，納米纖維的直徑在200～300 nm范圍內(nèi)；
　　 (2)完全由均勻分布的納米纖維組成的支架(PLLA/THF體系)表現(xiàn)出比其它導(dǎo)管2倍以上的蛋白吸附率和較快的降解速率。而具有微孔和納米纖維孔壁的導(dǎo)管支架(PLLA/(Dioxan

5、e∶H2O=88∶12，v/v)體系)具有比其它導(dǎo)管3倍以上壓縮模量和較高的蛋白吸附率；
　　 (3)S-L相分離與低壓注射相結(jié)合所制備的PLLA(PLGA85/15,75/25)多縱向通道導(dǎo)管，其微觀結(jié)構(gòu)主要由梯狀孔結(jié)構(gòu)組成，有序性隨GA鏈段含量增加而降低，但力學(xué)強(qiáng)度卻有所提高，蛋白吸附能力下降，降解速率明顯加快。1H NMR分析顯示，PLGA75/25共聚物中GA鏈段先于LA鏈段發(fā)生降解。
　　 MTT實(shí)驗(yàn)顯示，上述

6、各類導(dǎo)管體外降解液均未表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性。
　　 (二)PCL-b-PLLA的合成及三維多孔納米纖維支架制備
　　 為解決采用純PLLA制備的納米纖維支架脆性較大和降解速率不易調(diào)控的問題，論文設(shè)計(jì)在聚合物鏈中引入較柔軟的PCL鏈段。以PCL-OH為大分子引發(fā)劑，異辛酸亞錫為催化劑，采用本體開環(huán)聚合，合成了系列結(jié)構(gòu)明確的兩嵌段半晶質(zhì)共聚物PCL-b-PLLA，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和結(jié)晶性能進(jìn)行了表征。進(jìn)一步研究了共聚物中兩嵌段的比

7、例和分子量對(duì)聚合物稀溶液的濁點(diǎn)(Tcloudy)和最高凝膠化轉(zhuǎn)變臨界溫度(HGCT)、最低凝膠溶解臨界溫度(LSCT)，以及形成納米纖維支架時(shí)支架形貌、納米纖維直徑、支架孔隙率等的影響。結(jié)果表明：
　　 (1)DSC結(jié)果顯示：對(duì)于所合成的PCL-b-PLLA系列嵌段共聚物，兩嵌段的結(jié)晶熔融溫度與相應(yīng)均聚物相比均有所下降，PCL鏈段的熔融結(jié)晶行為受PLLA鏈段的影響較大。
　　 (2)在聚合物濃度1％～9％(wt/v)范圍