N-组氨酸壳聚糖/左旋聚乳酸支架的制备及表征

在冷冻诱导相分离制备N-组氨酸壳聚糖支架(NHCS)的基础上进行二次相分离,利用不同取代度的NHCS和不同N-组氨酸壳聚糖/聚乳酸质量比制备一系列N-组氨酸壳聚糖/聚乳酸(NHCS/PLLA)支架。通过红外光谱、广角X射线衍射、热分析和扫描电镜等来表征NHCS/PLLA支架。结果表明,同一种N-组氨酸壳聚糖支架(50kD-NHCS-3),N-组氨酸壳聚糖/聚乳酸质量比减小,支架孔隙率减小,密度增大。支架材料的孔尺寸约在12~25μm,孔隙率均大于92%,抗压强度和弹性模量分别在0.33~0.78 MPa和1.75~5.28 MPa之间,有望适用于软骨组织工程支架。     

咪唑-1-乙酸壳聚糖支架的制备及特性研究?

以壳聚糖、咪唑-1-乙酸为原材料,1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐为引发剂、N-羟基丁二酰亚胺为偶联剂,在2-(N-吗啡啉)乙磺酸(ME S )缓冲体系中将咪唑-1-乙酸接枝到壳聚糖中,冷冻干燥得到具有 pH 值响应性的咪唑-1-乙酸聚糖(IACS).用傅里叶变换红外光谱(FT-IR )、核磁共振(1 H-NMR)、元素分析(EA)、场发射扫描电镜(FESEM)等方法对产物进行表征.结果表明,咪唑-1-乙酸成功接枝到壳聚糖的氨基上;当壳聚糖分子量相同时,随着咪唑-1-乙酸/壳聚糖摩尔比的增加,取代度升高,取代度落在5．52％~7．76％,IACS 支架孔径尺寸分布在50~150μm 之间,呈现三维状结构.当咪唑-1-乙酸壳聚糖溶液 pH 值从4．0增加大6．5时,体系的 Zeta 电位从＋64．2 mV 降低到＋24．2 mV.综上所述,咪唑-1-乙酸壳聚糖支架有望为生物矿化和骨组织生长提供良好的模板.     

N-组氨酸壳聚糖多孔支架对牛血清白蛋白的吸附性能

通过改变组氨酸/壳聚糖的配比及壳聚糖的相对分子质量合成了6种N-组氨酸壳聚糖(NHCS)多孔支架,考察其在模拟体液中吸附牛血清白蛋白(BSA)的能力,用紫外-可见分光光度法测定NHCS不同温度的吸附等温线和不同起始浓度下的吸附动力学曲线等。结果表明,在37.0℃、BSA的初始浓度为2.5 mg/mL时,壳聚糖的相对分子质量为50×103、组氨酸/壳聚糖的摩尔比为3∶1制得的50kD-NHCS-3多孔支架吸附BSA效果最好,吸附容量(Qe)为820.90 mg/g;吸附遵循Langmuir吸附等温式和准一级动力学方程,且是一个自发、熵增、吸热的物理吸附过程。50kD-NHCS-3多孔支架可以重复使用,有望用于BSA或其他蛋白的分离纯化。     

N-组氨酸壳聚糖/聚乳酸支架吸附牛血清白蛋白研究?

采用二次相分离制备7种 N-组氨酸壳聚糖/聚乳酸(NHCS/PLLA)支架,考察其在模拟体液中对牛血清白蛋白(BSA)的吸附性能,并研究其吸附等温式、吸附动力学和热力学行为等.结果表明,在37．0℃、BSA 的初始浓度为2．5 mg/mL 时,50 kD-NHCS-3与PLLA质量比为5/5制得的 NPs3支架对BSA 的吸附容量最大,达928．53 mg/g；吸附遵循Langmuir吸附等温式和准一级动力学方程,可为分离纯化BSA提供借鉴.     

双交联明胶-壳聚糖复合人工真皮支架的制备及其性能研究

采用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)和三聚磷酸钠(STPP)作为共价-离子双交联剂交联制备了明胶-壳聚糖(gel-CS)复合人工真皮支架。通过FT-IR和SEM对复合多孔支架结构及形貌进行表征,同时对复合多孔支架的孔隙率、平均孔径、溶胀性能和降解性能进行了研究。研究结果表明,明胶和壳聚糖两相间成功地发生了交联反应,形成了具有贯通孔结构和良好孔隙率的复合多孔支架。该支架平均孔径在136.1～182.9μm之间,且随着壳聚糖含量的增加,孔径及孔隙率随之降低;溶胀性能研究发现,相较于单一共价交联方法,采用双交联法制备的支架溶胀率有所降低,再次印证双交联法制备的支架其交联度较单一共价交联的高;酶降解实验表明,固定STPP含量,随着EDC含量增加,复合支架的降解性能越好,而EDC含量一定,则STPP含量为0.5%时,复合支架具有最好的降解性能。     

乙醇对壳聚糖基骨修复支架形貌和性能的影响

在壳聚糖支架材料的制备过程中,乙醇是一种常用的溶剂。本文就乙醇溶液对壳聚糖支架材料的作用及性能的影响进行了较为深入的研究。原位沉析法制备的三维有序壳聚糖多孔支架经乙醇溶液处理后:由SEM观察可见,孔洞结构比未经乙醇处理的普通支架的孔洞结构更加饱满;压汞法测得普通的壳聚糖支架的孔径分布在60~200μm的范围内,平均孔径为143μm,经乙醇处理后壳聚糖支架的孔径分布在10~100μm的范围内,平均孔径为46μm;力学性能测试表明材料的抗压强度明显提高。对其原因进行了分析和讨论。X射线衍射测试表明:经过乙醇处理后,壳聚糖分子链在不良溶剂乙醇中发生了收缩,壳聚糖结晶中的晶胞尺寸变小,结晶结构的变化使壳聚糖支架的力学强度增加。     

浆料粘度对纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合支架孔结构与力学性能的影响

浆料粘度是热诱导相分离法制备支架材料的关键因素,采用不同粘度的纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)复合浆料制备了相应的n-HA/PA66多孔支架,并对不同粘度浆料制备支架材料的泡孔结构和力学性能等进行了对比研究。结果表明,浆料粘度对n-HA/PA66复合多孔支架的孔径、孔径分布、孔隙率、开孔率、力学强度等性能有显著的影响。随着浆料粘度的增大,制备支架的孔径、孔隙率、开孔率逐渐减小,而力学强度却逐渐增大。当浆料粘度为330Pa.s时,制备出的n-HA/PA66复合多孔支架综合性能最好,其孔径主要分布在200～500μm,平均孔径(324±67.1)μm,孔隙率为(75±1.6)%,开孔率为(59±2.5)%,抗压强度为(2.12±0.90)MPa,能够较好地满足骨组织工程支架材料对孔径、孔隙率和力学性能的要求。     

β-磷酸三钙/壳聚糖复合支架的制备及其对成骨细胞生长的影响

采用冷冻萃取和冷冻凝胶法制备了β-磷酸三钙/壳聚糖(-βTCP/CS)复合支架,并采用SEM、XRD、FTIR和万能材料试验机对其性能进行表征。研究结果表明,复合支架的孔隙率85%,且随-βTCP含量的增加而减小。力学性能的测试结果显示,当壳聚糖含量为30%时,复合支架的抗压强度最大(1.73MPa)。同时SEM结果表明壳聚糖与-βTCP的比值为30∶70时,复合支架的孔径在200～500μm之间。将成骨细胞MC-3T3-E1接种于-βTCP/CS复合支架上,培养7d后,发现细胞在-βTCP/CS复合支架上能够很好地粘附、生长和分化,即所制备的复合支架具有良好的细胞相容性。     

壳聚糖-脱氧胆酸及其叶酸偶联体的表征及自组装特性研究

以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)为催化剂,将脱氧胆酸接枝到壳聚糖主链的氨基上,得到疏水改性的双亲性壳聚糖;再将叶酸连接于壳聚糖氨基,可得到具有肿瘤靶向潜力的双亲性共聚物.利用红外光谱、1H核磁、X射线晶体衍射图谱对其结构进行表征.脱氧胆酸-壳聚糖、叶酸-壳聚糖-脱氧胆酸在水相中通过透析处理均能形成自聚集体,利用荧光探针技术研究其自聚集行为.制得的两种自聚集体均具有较低的临界胶束浓度(10-2mg/ml),透射电镜和粒径分析测试显示制得的自聚集体为纳米级颗粒.随着脱氧胆酸取代度的增加,粒径降低,临界胶束浓度下降,但叶酸直接偶联壳聚糖导致自组装阻力增加.     

碳酸氢氨制孔制备聚乳酸(PLLA)/β磷酸三钙(β-TCP)复合骨修复多孔支架材料

采用混合溶剂(氯仿,丙酮)溶解后的聚乳酸(PLLA)与β磷酸三钙(β-TCP)、制孔剂碳酸氢氨(NH4HCO3)复合,冷冻干燥成型制备聚乳酸/β磷酸三钙多孔复合支架材料.正交实验结果表明,适当比例的混合溶剂在-10℃间体积收缩干燥制备的材料具有良好的成型性能和力学强度,碳酸氢氨(粒径200～400μm)质量比为30%(wt),PLLA/β-TCP质量比为1:1时,制备的支架材料抗压强度5.6MPa,孔隙率66.3%,孔径200～400μm.得到理想的复合骨修复多孔支架材料.     

N-羧甲基壳聚糖的合成改进及吸附性能

采用氯乙酸替代乙醛酸与壳聚糖反应,以Na2CO3为缚酸剂,合成了N-羧甲基壳聚糖,并采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR和13C-NMR)对其进行表征。考察了N-羧甲基壳聚糖对Ni2+的吸附性能,探讨了N-羧甲基壳聚糖的取代度、溶液初始pH值和吸附时间等因素对吸附量的影响。研究发现,羧甲基化发生在壳聚糖的氨基上。当产品的取代度为1.24时,最佳初始pH值为7,最佳吸附时间为2h,其吸附量为124.5mg/g。FT-IR表征说明羧基和Ni2+发生了配位反应。     

体外壳聚糖-明胶-生长因子缓释支架对骨髓间充质干细胞增殖的影响

制备具有缓释功能的壳聚糖-明胶-碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)-肝细胞生长因子(HGF)三维大孔支架,探讨两种生长因子在体外对骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖的协同作用。方法:采用冷冻干燥法,将不同比例的壳聚糖、明胶、bFGF和HGF依次混合,使其成为具有一定孔径的三维缓释支架。取SD大鼠乳鼠股骨和胫骨骨髓,分离、培养BMSCs。取生长状态良好的第三代BMSCs,将其接种于96孔板后,加入支架混合培养,5d后进行MTT细胞增殖测定。结果:在与含1μg/mL的bFGF支架混合培养,以及与同时含1μg/mL的bFGF、1μg/mL的HGF支架混合培养后,BMSCs增殖明显(P<0.05),但这二组间无统计学差异(P>0.05)。分别与含0.1μg/mL的bFGF支架、0.01μg/mL的bFGF支架、1μg/mL的HGF支架混合培养后,细胞增殖无统计学意义(P>0.05)。结论:壳聚糖-明胶可作为生长因子缓释支架材料;bFGF具有促进BMSCs增殖的作用,促进作用的大小与加入bFGF的量有关;HGF对BMSCs不具有增殖作用;在实验浓度范围内bFGF和HGF体外促进BMSCs增殖上不具有协同性。     

半乳糖修饰大孔壳聚糖支架的制备及表征

生物人工肝反应器中肝细胞的数量和功能是能否有效替代已衰竭肝脏功能的关键,与此紧密相关的是细胞支架材料结构和性能的优化.采用冷冻干燥法,制备了大孔壳聚糖支架,孔隙率在90%以上,平均孔径在100～200μm之间.以肝细胞表面去唾液酸糖蛋白受体(asialoglycoprotein receptor,ASGPR)的特异性配体-半乳糖,对材料表面进行糖基化修饰,制备了半乳糖基修饰的大孔壳聚糖支架,肝细胞在其上生长状况良好,细胞培养密度高,为高密度培养肝细胞提供了一种性能优良的支架材料.     

N-长烷基壳聚糖季铵盐的合成及其抗菌活性研究

先用甲醛-甲酸法(eschweiler-clarke反应)合成N,N-二甲基壳聚糖(DMC),再与溴代烷进行Hoffman烷基化反应制备了N-十二烷基-N,N-二甲基壳聚糖季铵盐(DODMC)和N-十六烷基-N,N-二甲基壳聚糖季铵盐(HDMC),用FT-IR、1 H NMR、EA、TG等对产物进行表征。抗菌实验结果表明所合成产物具有较好的抗菌活性,对革兰氏阳性菌S.aureus的抗菌活性优于革兰氏阴性菌E.coli,抗菌活性随着烷基链长度的增加而增强;产物在pH值=5.5比在pH值=7.2条件下表现出更好的抗菌活性;在碱性及中性条件下,HDMC的抗菌活性随着季铵化度的提高而提高,而在酸性条件下抗菌活性则随着季铵化度提高而降低。     

珍珠层粉/壳聚糖多孔支架的制备及分析测试

用负压真空冷冻干燥机在-20℃条件下冷冻干燥48h制备珍珠层粉/壳聚糖复合多孔支架。用扫描电子显微镜(SEM)观察支架表面形貌,通过X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)等手段对材料进行表征测试,检测其降解性能,并将兔骨髓间充质干细胞与支架共培养检测材料细胞毒性。结果表明复合支架具有稳固的三维多孔结构,孔隙率最大至91.64%,孔径在100~300μm范围,降解性能适宜,且冷冻干燥制备方法对珍珠层粉的结构无明显破坏,并具有良好的生物相容性,有利于细胞的生长。     

分级多孔结构聚乳酸支架的制备与性能研究

以左旋聚乳酸为原料,1,4-二氧六环/水为溶剂,采用热致相分离法制备了具有分级多孔结构的组织工程支架。研究了溶剂配比、粗化时间对支架结构和性能的影响。溶剂比为87/13(1,4-二氧六环/水),PLLA浓度5%,粗化1h时,制备出大孔孔径达300μm,小孔嵌在大孔孔壁上且孔径在10μm以下的高连通分级多孔支架。粗化时间的延长使大孔孔径有所增大。细胞实验表明分级多孔支架有助于细胞长入支架内部,促进细胞的增殖。     

支架结构对聚乳酸组织工程支架在SBF溶液中降解进程的影响

本文通过对不同孔隙率和不同孔径的聚乳酸组织工程支架在模拟体液（SBF）中的降解性能的研究,探讨支架结构对聚乳酸组织工程支架在SBF溶液中降解进程的影响.研究发现：孔径适中的200-300微米致孔剂制得的聚乳酸组织工程支架材料在降解1周后比其它两种孔径（致孔剂粒径100微米以下、致孔剂粒径300-400微米）的支架材料的分子量更高,支架的降解性能更稳定;孔隙率越高支架材料的分子量降低得越慢.聚乳酸组织工程支架的失重率并不随着降解时间的增长而逐步增大,而是呈起伏状态,这是由于组织工程支架在SBF溶液中既有降解进程,又有沉积进程造成的.     

用于过滤膜的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料的制备及性能

本工作采用元素粉末反应合成法,利用固相偏扩散的原理进行固相烧结制备Ni-Cr-Fe多孔材料支撑体,再利用人工刷涂的方法将同配比且较细的Ni、Cr、Fe元素粉末悬浮浆料刷涂于多孔支撑体表面,经过真空烧结,制备得到梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料。通过XRD、SEM、能谱等测试手段表征烧结后的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料的物相及孔结构性能。结果表明,同质的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料膜层完整,结合强度较好,以冶金桥接的方式结合。随着膜层厚度的增加,透气度将减小,当过渡层的厚度为80μm,表面膜层厚度为30μm时,最大孔径为6μm,透气度为936 m~3·m~(-2)·h~(-1)·kPa~(-1),透气度下降22. 64%。在膜层等厚且过滤精度达到要求时,二阶梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料透气度的下降率比一阶梯度孔径NiCr-Fe多孔材料透气度的下降率小。过渡膜层起到了非常关键的作用,实现了在较高过滤精度的基础上具有较大的过滤通量。     

脂肪族聚氨酯/磷灰石复合材料的原位制备及性能

为避免芳香族聚氨酯在体内降解时产生有毒物质,选用生物相容性良好的脂肪族聚氨酯(PU)与生物活性的羟基磷灰石(HA)为原料,通过原位聚合法制备了脂肪族PU/HA组织工程用多孔支架,并采用SEM、IR和力学试验等方法对多孔支架的形貌和性能进行了表征,进一步研究了发泡剂(水)用量和HA含量对支架泡孔结构和力学强度的影响。结果表明,当发泡剂用量为1%～1.5%(质量分数)时制得的多孔PU/HA复合支架材料孔隙之间相互贯通,孔径范围分布在300～800μm,大孔壁上分布着孔径为50～200μm的小孔,孔隙率达80%以上。随HA含量增加,支架抗压强度和弹性模量显著上升。综合考虑HA的增强效果和组织工程支架的孔隙结构,本体系中HA的最佳添加量为40%(质量分数),发泡剂的最佳用量为1%(质量分数)。     

水辅助法制备左旋聚乳酸/聚乙烯醇复合多孔膜及其力学性能

以左旋聚乳酸(PLLA)/聚乙烯醇(PVA)为成膜材料,利用水辅助法制备了PLLA/PVA复合多孔膜。研究了溶剂及其组成、环境湿度和聚合物浓度对形成多孔膜的形貌影响。筛选出可完全溶解PLLA/PVA体系的二甲亚砜(DMSO)/二氯甲烷(DCM)混合溶剂。V(DMSO)/V(DCM)=1/9为溶剂得到孔径大小为(2.45±0.31)μm的规整蜂窝孔,且随着DMSO含量增多,孔径变小,孔分布变得无序。环境湿度从43%增加到91%,孔径大小由(1.43±0.63)μm增加到(4.30±0.63)μm,孔径与环境湿度基本上呈现一阶线性关系。与纯PLLA多孔膜相比,PLLA/PVA复合多孔膜的拉伸强度和断裂伸长率分别从33.32MPa和12.46%增加到40.66MPa和32.57%。PLLA/PVA复合多孔膜有利于细胞的粘附与生长,因而有望作为组织工程支架材料。