聚-L-乳酸/β-磷酸三钙多孔支架材料的制备及性能研究

以氯化钠为致孔剂,采用溶液浇铸致孔剂—粒子滤出复合法制备了不同比例梯度(9∶1,8∶2,7∶3)的聚-L-乳酸/β-磷酸三钙(PLLA/β-TCP)复合材料多孔支架,研究了PLLA/β-TCP多孔支架的孔隙率、力学性能、生物相容性。研究结果表明,随着制备过程中致孔剂用量的增加,多孔支架的孔隙率逐渐增加,而与致孔剂的颗粒大小基本无关;致孔剂的颗粒大小只影响多孔支架的孔径;材料的压缩强度和压缩模量随孔隙率的增大而降低;PLLA/β-TCP多孔复合支架材料具有良好的生物相容性。     

体外构建壳聚糖/β-甘油磷酸钠/明胶仿生梯度支架

针对软骨特定结构缺损后不能自我修复的特点,通过调控单层原料质量比,构建具有复杂分层结构的壳聚糖/β-甘油磷酸钠/明胶(chitosan/β-sodium glycerophosphates/gelatin,Cs/GP/Gel)仿生复合梯度支架。通过对比物理性能优选适宜比例的支架材料,并将骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)接种到梯度支架上考察其生物相容性。结果表明,Cs/GP/Gel复合梯度支架具有良好的吸水性能[(584.24±3.79)%～(677.47±1.70)%]、孔隙率[(86.34±5.10)%～(95.20±2.86)%]和降解性能[(86.09±2.46)%～(92.48±3.86)%]。扫描电镜(SEM)结果表明,支架材料在纵向维度呈现出明显的生理分层结构和孔径梯度渐进性,可有效模拟真实软骨的天然生理分层结构。比例为9:1:5的Cs/GP/Gel复合梯度支架适于作为骨软骨的支撑材料。对BMSCs-支架复合物Live/Dead染色后发现,细胞在梯度支架材料上存活、分布及伸展良好。该仿生梯度支架为开发新型生物医用材料提供了重要依据。     

壳聚糖支架材料的制备、表面修饰及细胞粘附性能的研究

通过冷冻干燥法进行壳聚糖(Chitosan)多孔支架材料的制备,使用I型明胶对所制得的支架材料进行表面修饰,用于生物医用可降解复合材料的仿生构建.对所制备的支架材料分别进行密度、孔隙率和降解率等物理性质测定,并使用新西兰兔来源的骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)检验支架材料的细胞粘附和生物相容性能.以未经表面处理的该种材料作为对照组,对MSCs-Chitosan复合物分别进行扫描电镜和Hoechst染色等,检测MSCs(间充质干细胞)在支架材料表面的生长、粘附和分布形态.结果显示两种壳聚糖浓度制备的多孔支架材料的空隙率分别为(86.85±2.42)%和(71.50±3.29)%,孔径为90~130 μm,MSCs在经明胶表面修饰的材料表面表现出良好的粘附、伸展性能.此外,本研究还对1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(1-ethyl- (3-dimethylanimopropyl) carbodiimide, EDC)交联剂对壳聚糖基支架性能的影响进行了初步研究.研究表明,通过明胶修饰构建的仿生明胶/壳聚糖人工基质材料,具有良好的生物相容性能,作为一种理想的组织工程用支架材料,适于细胞在其上的粘附与增殖.     

三维打印珍珠粉-硫酸钙/聚己内酯复合支架及性能研究

具有生物相容性的支架可以作为可控的细胞外环境,供细胞附着、增殖、分化以及组织生成,在组织工程中有着重要的作用。本研究运用三维打印技术制备了珍珠粉-硫酸钙/聚己内酯(Pearl-CaSO_4/PCL)复合支架,详细研究了珍珠粉含量对复合支架的理化性能和生物学性能的影响。结果表明,复合支架具有350mm左右的三维连通大孔,其孔隙率约60%,支架强度可达8 MPa。珍珠粉的复合能够有效调节复合支架的降解速率并稳定支架周围的体液环境。细胞实验结果表明,Pearl-CaSO_4/PCL复合支架能够促进骨髓间充质干细胞的增殖与分化,且与珍珠粉的含量呈正相关。因此,Pearl-CaSO_4/PCL复合支架在骨缺损修复领域具有应用前景。     

含镁介孔生物活性玻璃/锌黄长石复合支架的成骨活性

骨修复支架的成骨活性和力学性能对其使用效果至关重要。以具有良好力学性能的锌黄长石（Ca₂ZnSi₂O₇,HT）为基体,以 Mg 掺杂的生物可降解介孔生物活性玻璃（MBG）为涂层,制备 Mg-M/HT 多孔复合支架。研究 Mg 掺杂对复合支架微观结构和成骨活性的影响。利用 X 射线衍射仪、透射电子显微镜和 Fourier 变换红外吸收光谱仪等手段对复合支架的物化性能进行表征。利用人骨髓间充质干细胞（h BMSCs）考察 Mg 掺杂对支架成骨活性的影响。结果表明：Mg 掺杂虽然一定程度上降低了 MBG 的介孔有序度,但 Mg-M/HT 复合支架仍具有均匀有序的孔道结构。与 MBG 改性的 HT 生物支架（M/HT）相比,Mg-M/HT 支架具有更高的细胞内黏着斑蛋白和整合素以及碱性磷酸酶、钙结节和骨钙素的表达量,表明 Mg 掺杂可促进 M/HT支架的成骨细胞活性,在骨组织修复领域具有较好的应用潜力。     

钙硅磷基复合生物陶瓷的制备及其性能研究

本研究旨在探究不同比例β-TCP/CS复合生物陶瓷的制备方法及其性能。采用聚乙烯醇和聚乙二醇作为粘结剂和造孔剂,制备出具有良好生物相容性和可降解性能的多孔复合生物陶瓷。通过SEM、XRD、FTIR等测试方法对样品的形貌、相组成和化学结构进行分析,并测定其孔隙率、致密度和降解性能等性能指标。结果表明,质量比为70:30的β-TCP/CS样品具有较好的生物相容性和可降解性,烧结后结晶度高、致密度强,孔隙率稳定,能够促进成骨细胞增殖和分化,28天的体外降解率达到了26.4%。该研究为开发新型骨修复材料提供了一定的理论依据和实验参考,具有一定的应用前景。     

聚乳酸/壳聚糖/氧化石墨烯载阿司匹林仿生支架的制备与表征

单纯的支架仿生结构在调节细胞行为和骨组织再生方面有一定的局限性，因此将仿生支架与纳米给药相结合成为一种提高支架功能的有效解决方案。本文采用相分离法成功制备了不同ASA （阿司匹林）含量的三维多孔PLA/CS/GO/ASA载药仿生复合支架。ASA的添加破坏了PLA球晶结构的形成，但对仿生微、纳米纤维结构的影响不大；实验范围内随ASA含量的增加，载药支架亲水性能有所改善，但孔隙率呈先减后增的趋势，均大于80%；溶血率和血小板黏附实验表明，控制ASA含量在5%以下可获得具有良好血液相容性的支架材料；体外细胞增殖实验则表明所制备的载药支架具有细胞相容性；低ASA含量可以促进MC3T3-E1细胞增殖，高含量的ASA对MC3T3-E1细胞有一定的抑制作用；药物缓释实验表明PLA/CS/GO/ASA载药仿生复合支架具有良好的ASA缓释性能。     

再生丝素蛋白/羟基磷灰石多孔复合材料的制备

再生丝素蛋白具有良好的生物相容性,羟基磷灰石同时还具有成骨诱导性。通过将再生丝素蛋白制备形成丝素蛋白多孔材料,并在37℃下将其浸渍于模拟体液中可以制备再生丝素蛋白/羟基磷灰石多孔复合材料。扫描电镜研究发现在再生丝素蛋白多孔材料的孔隙中羟基磷灰石由针状晶体聚集而成,红外光谱和XRD等表征表明复合材料中羟基磷灰石以羰基取代的羟基磷灰石存在。制备的再生丝素蛋白/羟基磷灰石多孔材料有望作为骨组织修复材料使用。     

Cs/Gel/HA/MWCNTs支架的制备及其生物相容性评价

引入多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)对壳聚糖/明胶/透明质酸(chitosan/gelatin/hyaluronic acid,Cs/Gel/HA)复合支架性能进行优化。采用冷冻干燥法制备出MWCNTs含量为2%、6%以及10%的Cs/Gel/HA/MWCNTs导电支架,对支架的理化性能及生物相容性进行评价。导电支架孔径为90~130μm,孔隙率为83%~96%;扫描电镜(SEM)及接触角测量结果显示,MWCNTs增加了孔壁粗糙度,提高了支架疏水性;支架电导率随MWCNTs含量的增加而增大,最大可增加至对照组的133.82%;MWCNTs含量为6%的支架细胞活力可增加至对照组的111.07%,且具有更高的细胞粘附率。研究初步表明,制备的Cs/Gel/HA/MWCNTs导电支架具有更好的生物相容性,可进一步应用于神经组织工程研究。     

基于选择性激光烧结聚己内酯多孔支架的制备和表征

用选择性激光烧结技术制备聚己内酯(PCL)多孔支架。用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)对支架进行了表征,同时测定支架的压缩强度和孔隙率,在此基础上利用细胞毒性实验对支架进行了生物相容性评估。结果表明,烧结前后PCL分子结构未发生变化;烧结PCL支架最合适的工艺参数为3~5 W;随着激光功率的增加,PCL支架物相组成并未发生变化,但结晶度降低,孔隙率由(90.98±2.7)%降低至(76.84±1.48)%,压缩强度由(0.23±0.02)MPa提高至(9.03±0.05)MPa。其良好的生物相容性,表明利用选择性激光烧结制备PCL多孔支架在骨组织工程上具有非常好的应用前景。     

SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架与人脐带血间充质干细胞的细胞相容性研究

目的研究SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架与人脐带血(human umbilical cord blood,hUCB)间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的细胞相容性。方法分离、培养hUCBMSCs,并进行传代,取第3代hUCBMSCs,茜素红染色和Von Kossa染色检测其体外诱导成骨分化的能力;流式细胞术检测其表面相关抗原的表达。制备SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架,扫描电镜观察其形貌表征,并检测其力学性能。将hUCBMSCs接种于静电纺丝三维纳米纤维支架上,观察细胞在支架上的生长及增殖情况。结果 hUCBMSCs具有成骨诱导分化能力,其表达CD44、CD29、CD90和CD105,不表达CD45和CD34。SF/COL/PLCL复合纳米纤维的纤维形貌良好,随着PLCL含量的增加,纤维的直径和力学性能均逐渐增加。hUCBMSCs能够在三维纳米纤维支架上很好地黏附,并相互连接向周围扩展,三维纳米纤维支架能很好地促进细胞黏附和增殖,与常规培养的细胞相比,差异有统计学意义(P0.05或P0.01),当SF/COL与PLCL的质量比为30∶70时,最有利于细胞的生长。结论 hUCBMSCs能够在SF/COL/PLCL静电纺丝纳米纤维支架上生长、增殖,这种支架材料具有良好的力学性能及细胞相容性,有望成为一种新型组织工程支架材料。     

PLA/HA多孔生物支架的制备及性能研究

以聚乳酸(PLA)、羟基磷灰石(HA)为主要原料,氯化钠为致孔剂,采用溶液共混-粒子沥滤法制备了PLA/HA复合多孔生物支架,并测试研究了该PLA/HA多孔支架的孔隙率、孔隙连通率及力学性能。结果表明:PLA/HA(85/15)复合多孔支架的孔隙率略低于纯PLA多孔支架,可达到81.6%,可以满足组织工程对支架材料的要求。另外,PLA/HA支架材料的弯曲强度和压缩强度均在PLA与HA的质量比为85/15时达到最大值,分别为76.1和75.7 MPa。     

仿生型壳聚糖-明胶/溶胶凝胶生物玻璃复合支架的制备及其矿化性能研究

利用冷冻干燥法制备出用于骨和软骨组织工程的壳聚糖-明胶/溶胶凝胶生物玻璃(CS-Gel/SGBG)仿生型复合多孔支架,并进行了孔隙率的测定和显微形貌的观察;探讨了各组分不同用量对CS-Gel/SGBG复合支架显微结构的影响以及复合支架在模拟生理体液中的仿生矿化性能。研究表明,通过调节各组分的不同用量,可以制备出三维连通的复合多孔支架,且孔隙率达到90%以上;在模拟生理体液中浸泡后发现CS-Gel/SGBG支架表面有大量结晶态类骨碳酸羟基磷灰石生成,表明复合支架有良好的生物矿化性能。     

生物可降解聚合物多孔支架的制备研究进展

组织工程的关键技术之一在于运用生物可降解聚合物制备出具有特定结构、内部连通性好并具有良好力学性能的三维多孔支架,本文对近几年来制备支架的方法以及研究热点做了综述,并对组织工程用生物可降解聚合物多孔支架的发展方向做了展望。     

多孔碳酸钙陶瓷支架的制备和表征(英文)

以Ca(HCO3)2为主要材料,NH4HCO3为造孔剂制备多孔碳酸钙陶瓷,并采用X射线射衍、扫描电子显微镜、压汞法和细胞实验研究其物理性能和细胞相容性。研究表明:多孔碳酸钙陶瓷未分解产生氧化钙,其相组成是方解石相。扫描电子显微镜照片显示NH4HCO3分解产生的孔径在200~400μm。压汞法数据表明材料的连接孔孔径分布在50~150μm之间。实验表明MG-63细胞在支架上贴附和增殖状况良好,体现了多孔碳酸钙支架具有良好的细胞相容性,可应用于骨组织工程。     

内部连接的球形多孔羟基磷灰石支架的制备

采用高分子模板,通过注浆成型制备了球形孔结构的羟基磷灰石(hroxyapatite,HA)支架,研究了支架的微观结构、压缩强度和相容性.结果表明:改变工艺参数可以控制高分子模板中球体间胶黏面的大小,控制所制备的HA多孔体孔内连接的尺寸.制备的支架具有开口、均匀而内部连通的多孔结构,当孔径为200μm、孔隙率为65%时,压缩强度可达8MPa左右.体外生物模拟实验表明:多孔结构HA支架有很好的相容性.随多孔球体孔隙率和尺寸的增加,支架的细胞吸收率逐步增加.     

碳纤维增强聚合物组织工程支架的制备及表征

以碳纤维（CF）作为增强材料,将CF有序排列于聚乳酸羟基乙酸（PLGA）多孔结构中,制备性能优良的CF/PLGA复合支架,并对其力学性能及细胞生物学性能进行表征.对增强体CF进行有序排列以提高支架的力学性能,扫描电子显微镜（SEM）观察CF/PLGA复合支架的微观形貌,可以看出CF在聚合物基体内部是呈有序结构并且二者结合情况良好.为了提高CF的生物相容性,利用对氨基苯甲酸对CF进行表面修饰,细胞生长在支架上的SEM照片反映了成纤维细胞对PLGA及CF/PLGA复合支架的黏附性能良好;通过细胞毒性测试,发现表面修饰的CF对细胞的生长没有负面作用,且在一定程度上促进了细胞的生长.研究结果表明,制备的CF/PLGA支架具有良好的力学性能和生物相容性,在骨组织工程支架的应用中具有一定的潜力.     

壳聚糖/功能性自组装多肽复合支架的制备及神经再生研究

利用天然生物交联剂京尼平交联壳聚糖(CS)和功能性自组装多肽(F-SAP),经冷冻干燥制备了不同配比的CS/F-SAP复合支架;通过比较复合支架的微观形貌、孔隙率、力学性能和吸水率确定复合支架的最佳配比,并通过研究复合支架对神经干细胞分化的影响探究其对神经再生的作用。结果表明,CS/F-SAP复合支架具有多孔结构;20 mg·mL~(-1)的CS溶液与10 mg·mL~(-1)F-SAP溶液最佳体积比为1∶1,该条件下制备的CS/F-SAP复合支架能够促进神经干细胞向神经元方向分化,促进神经再生。     

泡沫浸渍法制备多孔磷酸钙支架材料

采用泡沫浸渍法制备多孔磷酸钙支架材料,将聚氨酯泡沫体浸渍于磷酸钙水泥浆体中,水泥硬化后,通过在1 200℃烧结,去除其中的聚氨酯泡沫,得到羟基磷灰石基多孔磷酸钙陶瓷.这种多孔磷酸钙陶瓷可多次在室温浸渍于磷酸钙水泥浆体,得到孔隙率高,孔径可控的多孔材料,其贯通性好,抗压强度与松质骨相当.体外细胞培养实验表明,所制得的多孔材料具有良好的生物相容性.     

PDLA/(β-TCP/HA)多孔支架的制备

本文用共沉淀法制得的缺钙羟基磷灰石粉末与硬脂酸混合后压制成坯体,在马弗炉中于1050℃烧结得到β-TCP/HA多孔支架。在90kPa压强下将支架浸入聚乳酸溶液,离心后,真空干燥,得到多孔PDLA/(β-TCP/HA)复合支架。用XRD,IR表征复合支架的成分,用SEM观察内部孔隙结构。结果表明,β-TCP/HA多孔支架含有β-TCP和HA两相。复合后的支架抗压强度从2~3 MPa提高到3.5~5 MPa,并且抗压强度随聚乳酸复合量的增加而提高。孔隙结构和连通性基本没有改变,孔隙率略有下降。