壳聚糖/聚己内酯-聚乳酸多孔支架制备和表征

为调控骨组织工程支架的力学性能和降解性能,采用相分离方法,以冰醋酸-水为共溶剂配制聚合物溶液,以NaOH溶液为凝固剂,以CS为添加剂制备壳聚糖(CS)/聚己内酯(PCL)-聚乳酸(PLA)三维多孔支架,研究了聚合物质量比对支架结构、形貌、孔隙率、力学性能和降解性能的影响。实验结果表明,CS和基体存在相互作用,CS有利于形成三维相互贯通的微孔结构,但CS的存在会使基体中各组分的熔点降低。随着PCL和PLA用量比例的改变,孔径范围和微孔形貌发生了一系列的变化。当PCL∶PLA为2∶4和3∶3时,所制备的支架孔隙率均大于90%,当进一步增大PCL质量比时,孔隙率迅速下降。抗压测试表明,所制备的支架弹性模量为0.8～8.0 MPa。降解性能分析表明,4周以后,当PCL∶PLA为3∶3时,质量损失率最大,达到5.94%。该分析表明采用相分离法,通过调节PCL和PLA的质量比可制备形貌、孔隙率、降解速率和力学性能满足要求的三维多孔支架材料,有望应用在软骨组织工程上。     

利用超临界二氧化碳制备聚己内酯/聚乙二醇多孔支架材料

采用超临界二氧化碳技术与聚合物共混相结合的方法,制备了组织工程多孔支架。通过熔融共混的方法制备具有共连续结构的聚己内酯/聚乙二醇(PCL/PEG)共混物,在超临界二氧化碳中对PCL/PEG共混物进行粗化处理,最后选择蒸馏水作为刻蚀溶剂选择性刻蚀得到多孔支架。系统研究了温度、压力、时间对支架孔径的影响。实验结果表明,随着处理温度、压力的提高以及时间的延长,多孔支架的孔径增大。由于超临界二氧化碳的引入,可以在更低温度下实现PCL/PEG共混物的退火处理,有利于降低材料的降解。并且由于选用了水溶性聚合物作为刻蚀相,在支架的制备过程中完全避免了有机溶剂的使用。     

聚乳酸/聚己内酯共混膜的制备及其性能

为综合聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)的性能,将PLA和PCL原料进行熔融共混挤出造粒,再利用溶液浇铸的方法制备不同比例的PLA/PCL共混膜,并对其性能进行一系列的表征和讨论.研究结果表明,PLA与PCL可以以一定比例共混并浇铸成膜.共混膜的红外光谱中没有出现新的特征峰,说明两者共混过程中没有发生化学反应.共混膜的DSC曲线及扫描电镜图表明,PLA与PCL是不相容体系.接触角测试表明,共混膜具有比纯PLA膜和纯PCL膜更好的水润湿性.力学性能测试表明,PLA/PCL共混膜可以克服单一材料力学性能上的缺陷.     

超临界流体技术制备聚乳酸组织工程三维多孔支架实验研究

理想三维支架的构建是组织工程化人工器官成功的前提条件。以聚乳酸为模型材料,二氯甲烷为溶剂,利用超临界流体诱导相分离过程制备具有外部三维立体结构和内部三维互通的组织工程支架,考察了过程制备的可行性,分析了操作参数如操作压力、温度和溶液浓度对孔的形态、结构和孔壁的影响。结果表明,利用超临界流体诱导相分离过程可成功制备孔径分布均匀、互通性好、孔隙率高的组织工程用三维多孔支架,且制备周期短,工艺简单。随操作压力、温度和溶液浓度的增加,支架孔径均逐渐减小。但过程中温度太低,压力或初始溶液浓度太高均会导致聚合物富相内聚乳酸的快速结晶析出从而形成由纳米级聚乳酸颗粒粘结在一起的支架孔壁。本实验范围内较优的操作参数为:高压釜压力10 MPa,温度45℃,溶液浓度20%(质量分数)。     

聚己内酯/聚乳酸共混材料流变性能对其超临界流体微发泡的影响

采用单因素实验方法,对聚乳酸(PLA)与聚己内酯(PCL)的共混物进行间歇微发泡实验,研究PCL/PLA共混物的流变性能与微发泡材料泡孔形貌之间的关系。采用旋转流变仪和扫描电镜分别对共混物的流变特性与发泡样品的泡孔形貌进行表征。结果表明,随着PLA含量的增加,共混材料的储能模量、耗能模量和复数黏度增加,tanδ_max先减小后增加;微发泡材料的泡孔尺寸先减小后增加,泡孔密度先增大后减小,PLA含量30%的微发泡材料的泡孔分布最为均匀致密。微发泡泡孔结构受熔体黏性和弹性的共同作用,其中弹性效应(应变硬化)的作用更加关键。     

浸没凝胶相分离法制备聚己内酯多孔支架

为了制备结构和性能满足骨组织工程支架要求的聚己内酯(PCL)多孔支架材料,采用浸没凝胶相分离法,以冰醋酸和丙酮为混合溶剂,水为凝固剂,壳聚糖(CS)颗粒为添加剂制得一系列PCL多孔支架。探讨了溶剂组成、PCL浓度、CS添加量对PCL多孔支架结构和性能的影响。结果表明:添加CS颗粒有利于形成多孔三维支架,随着CS含量的增加,孔隙率略微下降,抗压强度提高。随着PCL质量分数的增加,孔隙率明显下降,但抗压强度增大。当溶剂组成中丙酮含量为50 wt%~60 wt%,PCL质量分数不高于10 wt%时,通过改变CS用量,可制得孔隙率和力学性能满足骨组织工程要求的相互贯通的三维多孔支架材料。     

超临界CO_2诱导相分离制备聚己内酯三维多孔支架的实验研究

三维多孔支架在组织工程中有重要用途,采用超临界流体技术——超临界CO2诱导相分离工艺制备聚己内酯（PCL）三维多孔支架,研究其可行性及工艺条件对三维多孔支架孔结构及其尺寸的影响。采用自行设计的实验装置,改变初始浓度、CO2压力和温度等工艺参数制备出不同孔径的PCL三维多孔支架。通过扫描电镜观察支架形貌,利用Image-Pro-Plus软件分析支架的平均孔径与孔径分布。结果表明,利用超临界CO2诱导相分离工艺可以制备PCL三维多孔支架,支架的平均孔径在40～80μm之间,孔径分布较好;随着初始浓度的增大和温度的减小,支架的孔径减小;压力对孔径的影响不大。通过对超临界CO2/丙酮/PCL三元体系的相平衡热力学计算,对实验结果进行了定性解释。     

聚乳酸/聚己内酯共混膜的结晶机理

将消旋聚乳酸(D,L-PLA)和聚己内酯(PCL)按一定比例共混,在精制的二氯甲烷中溶解,通过流延法成膜。以结晶性高的聚己内酯为成核剂,诱导无定形消旋聚乳酸结晶。利用傅里叶变换红外光谱法、差示扫描量热法、X射线衍射法、偏光显微镜研究其结晶度和结晶行为的变化,并探讨共混流延膜的结晶机理。实验结果表明,共混膜中聚己内酯的质量分数越大,薄膜表面的结晶度越低。成膜过程中聚乳酸和聚己内酯是互不相容的。聚己内酯可以诱导消旋聚乳酸形成α晶型,且结晶度与聚己内酯的质量分数密切相关。其中加入聚己内酯的质量分数为1%时,共混膜的结晶度最高,聚己内酯的质量分数越大,共混膜的结晶度越低,但均大于纯消旋聚乳酸薄膜的结晶度。     

基于双转子连续混炼挤出机的聚乳酸/聚己内酯可降解共混物制备及性能

基于熔融共混法,采用双转子连续混炼挤出机制备聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)可降解共混物,研究PCL含量和转子转速对共混物性能的影响.通过拉伸测试、动态力学分析、热重分析、差示扫描量热分析等测试考察了PLA/PCL共混物的力学性能、热稳定性和结晶性能.结果 表明,PCL对PLA/PCL共混物有明显的增韧效果,同时可...     

超临界CO_2发泡法制备聚己内酯组织工程支架

利用超临界二氧化碳(SC-CO_2)辅助的无有机溶剂发泡方法,制备了可用于组织工程的聚己内酯(PCL)多孔支架。研究了PCL分子量、发泡压力、温度以及保压时间等参数对支架性能的影响。结果表明,PCL分子量越大,泡孔孔径越小且孔径分布变窄。高压力下容易形成泡孔密度大的微孔支架;聚合物处于高粘弹性时,随着温度升高泡孔尺寸增大,而进一步升高温度时,泡孔会出现塌缩现象。降低泄压速率,泡孔间出现合并成大孔的现象。SC-CO_2发泡法可以实现132～700μm范围内孔径可控的PCL多孔支架材料的制备。通过力学试验,发现这些支架的弹性模量在10 MPa以上,符合组织工程支架的应用要求。     

多孔聚己内酯-壳聚糖复合支架材料的制备与表征

目的在于将壳聚糖(CS)和聚己内酯(PCL)二者的优点结合起来制备出多孔PCL-CS多孔复合支架材料,利用复合材料改善壳聚糖组分成型能力差、力学强度不高的缺点.制备方法是把壳聚糖和聚己内酯的混合溶液导入NaOH溶液中,适当速度搅拌.研究了不同含量样品的微结构、力学强度和孔隙率.结果表明:两种组分相互间混合很均匀,没有相分离发生,材料的孔隙来源有两个层次.材料的孔隙率随壳聚糖含量的增加而增加,抗压强度随之递减.     

基于选择性激光烧结聚己内酯/蛋壳多孔支架的制备和表征

以聚己内酯(PCL)和鸡蛋壳粉末(ES)为原材料,采用选择性激光烧结技术制备纯PCL支架和PCL/ES混合材料支架。通过显微镜观察了支架形貌,测定了各组支架的孔隙率和压缩强度。结果表明ES的加入能使支架的压缩强度有所提高,但同时孔隙率稍有降低,填充速度为1380~1880 mm/min时PCL/ES支架能取得较高的孔隙率(80%)和压缩强度(8.28 MPa),达到松质骨的要求(孔隙率≥70%,压缩强度≥8.2 MPa);差示扫描量热分析和热重分析结果表明ES的加入改善了复合支架的结晶性能和热稳定性;对粉末和支架的X射线衍射和衰减全反射傅里叶变换红外光谱检测证实了ES的成分和选择性激光烧结工艺没有破坏原材料的分子官能团;用MTT比色法测定了支架毒性试验,结果表明PCL/ES复合支架无明显毒性且具有良好的生物相容性。因此,选择性激光烧结制备的PCL/ES支架具有很好的外形可塑性和空隙结构,其良好的力学性能和生物相容性使其有望在骨组织工程支架中得到应用。     

聚己内酯改性聚乳酸/淀粉共混材料的性能研究

将热塑性淀粉(TPS)与聚己内酯(PCI)、聚乳酸(PLA)共混后,采用溶剂挥发法制备出完全生物降解的聚己内酯改性聚乳酸/淀粉共混材料.测试了材料的力学性能、共混形态、疏水性能和降解性能等.结果表明:甘油和水能够很好增塑淀粉,当淀粉:甘油:水为4:1.2:10时,拉伸强度最高达44.84MPa,断裂伸长率达93%,共混材料具有较好的力学性能;FT-IR和SEM显示聚己内酯的加入提高了共混材料的相客性;随着淀粉含量的增加,吸水率增大;土埋70天后,共混材料最高降解率达42.41%.     

热塑性聚氨酯/聚己内酯共混物的形状记忆和力学性能

利用简单的熔融共混制备得到不同组分比的热塑性聚氨酯(TPU)/聚己内酯(PCL)共混体系,研究了两相组分比的变化对共混材料相形态、形状记忆性能和力学性能的影响。偏光显微镜观察发现,随着结晶相PCL含量的增加,其逐渐从分散相过渡至连续相再发展为基体相。热性能测试结果表明TPU的加入对PCL的熔融行为影响甚微,整个共混体系基本表现出与PCL一致的熔点。形状记忆性能测试发现共混材料的形状记忆性能表现出明显的组分依赖性,并在组分比为50%/50%性能达到最优(R_r=91%,R_f=96%)。而力学测试结果表明,PCL的加入既不会显著劣化TPU原有的拉伸强度,还能进一步提高其断裂伸长率。     

口模拉伸制备高性能聚乳酸/聚己内酯复合材料

选用可降解的聚己内酯(PCL)改善聚乳酸(PLA)材料的韧性,并通过口模拉伸制备了同时增强增韧的高取向PLA/PCL复合材料;研究了不同PCL含量及口模拉伸引入的苛刻外场对共混物结构与性能的影响。扫描电镜分析结果表明,分散相PCL在强烈拉伸场的作用下,呈纤维状分布在PLA基体之中;两相界面接触面积增加,界面作用增强。力学性能测试结果表明,在提高PLA韧性的同时极大地增强了PLA复合材料的强度;拉伸后的样品强度远高于未拉伸的样品;当PCL质量分数为10%时,复合材料经口模拉伸之后其拉伸强度和模量达到了168.3 MPa和5488.4MPa,相比纯PLA分别提升了280%和249.4%;断裂伸长率达到了34%,提升了500%。     

具有复杂形状的聚ε-己内酯多孔支架的模压制备方法

通过聚ε-己内酯(PCL)支架的制备，尝试了一种制备具有复杂形状的组织工程三雏多孔支架的新方法一改进的模压／粒子浸出法，并对所得外耳状多孔支架的形态、孔结构和孔隙率进行了表征。模压针对聚ε-己内酯熔体和大量盐粒的混合物进行。该方法所得支架孔隙率高达90％以上。可望用于各种不同复杂形状的三雏多孔支架的制备。     

用超临界CO2法制备聚乳酸三维多孔支架材料

在超临界CO2(SC—CO2)条件下制备了生物相容性良好的聚乳酸(PLA)多孔材料，研究了PLA的分子量、SC—CO2的压力、温度和处理时间对多孔材料的结构形态、孔隙率和玻璃化温度的影响。结果表明：支架材料的孔洞分布、结构形态和孔隙率不仅与聚乳酸的分子量有关，而且与处理样品的压力、温度和时间关系密切；经超临界CO2处理后材料的玻璃化温度(Tg)有所升高，与传统的方法所制得的材料相比较，多孔材料不仅杂质少，孔径孔率分布均匀，孔洞表面粗糙，而且在大孔之间几乎布满了直径为10—20μm的微孔，该结构提供了营养物质和新陈代谢的通道，且细胞和生长因子也能通过。     

纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合生物活性多孔支架研究

采用水热法制备了纳米羟基磷灰石（n-HA）及其与聚己内酯（PCL）的复合材料. 用熔融浇铸/食盐微粒浸出法制备了孔径在200～400μｍ、大孔互相贯通的复合材料支架. 通过细胞培养和体内动物实验研究了该支架的生物学性能. 结果表明,复合支架的孔隙率随致孔剂用量的增加而增加,而抗压强度随之而减小;支架的最大孔隙率可达86%,相应的抗压强度为2.4MPa. 成骨细胞在支架上的细胞粘附率和增殖随磷灰石含量增加而提高,复合材料明显高于单纯的PCL支架. 组织学观察显示,新生骨长入多孔支架和复合材料形成了直接的骨性结合. n-HA/PCL复合材料支架有很好的生物相容性和生物活性.     

聚己内酯/羟基磷灰石晶须复合多孔支架的研究

采用溶液浇铸法,以二氯甲烷作为溶剂,制备了聚己内酯/羟基磷灰石晶须(PCL/HAw)复合多孔支架,并进行了正交试验,综合分析了不同配方量的PCL和HAw对材料机械性能的影响。结果表明,可通过控制PCL的量来控制支架的力学性能,通过加入HAw提高支架的亲水性能,支架的接触角实验显示其接触角为81°;PCL的结晶度会随着HAw含量的增加而增强,复合多孔支架的抗拉强度为1.43M~9.21MPa,并在PCL与HAw的质量比为100∶3时达到最大;细胞毒性实验显示,PCL/HAw复合多孔支架细胞毒性为0,满足生物材料使用要求。