聚乳酸及其共聚物多孔支架的制备及性能比较

采用热致相分离法制备了聚左旋丙交酯(PLLA)、聚左旋丙交酯乙交酯(PLLGA)、单甲氧基聚乙二醇-聚左旋丙交酯乙交酯(MPEG-PLLGA)多孔支架,比较了聚合物溶液浓度、溶剂体系对3种支架孔隙率、孔径、孔的形态和力学性能的影响。结果表明,随聚合物溶液浓度的增大,3种支架的孔隙率、孔径均呈减小趋势,压缩强度增大;在质量浓度为0.05g/mL时,PLLA、PLLGA和MPEG-PLLGA的多孔结构均排列较规整,而质量浓度为0.03g/mL和0.04g/mL时,3种支架的孔结构差异较大。选用二氧六环/水混合溶剂体系时,MPEG-PLLGA支架的孔结构较为规整,而PLLA支架表面为微球状,PLLGA支架的孔壁较厚,孔形态不规整。     

不同比例及旋光结构的MPEG-PLGA合成与性能研究

以乙交酯(GA)和两种不同旋光结构的丙交酯(LA)∶外消旋丙交酯(D,L-LA)和左旋丙交酯(L-LA)为原料,在聚乙二醇(PEG)引发下合成了一系列不同LA/GA摩尔比的聚乙二醇-聚丙交酯乙交酯(MPEG-PLGA)嵌段共聚物,并对其结构、结晶性、热性能和力学性能进行了分析测试。结果表明:由D,L-LA合成的共聚物均为非晶态,LA/GA的变化对其各方面性能影响较小;而L-LA合成的共聚物在LA/GA为75∶25时出现结晶性,90∶10时结晶度进一步增大,玻璃化转变温度及拉伸强度也随之明显提高。     

采用聚醚酯制备多孔支架的条件控制

采用热致相分离(TIPS)结合冷冻干燥技术制备了聚醚酯(聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯-b-聚乙二醇)(PTCG)多孔支架,研究了聚合物质量浓度、粗化温度和溶剂组成等相分离参数对多孔支架形貌结构的影响.结果表明,制备出的多孔支架孔间相互贯通,支架表面(与空气接触面)的孔径大于底面(与玻璃接触面)的孔径;随着聚合物质量浓度的增大,支架的孔径和孔隙率减小.由于分相过程中热力学推动力增大和相区融合阻力增加的相互作用,孔径随着粗化温度的降低呈现先升后降的趋势,并在0℃时出现最大值.在DO中加入不良溶剂H2O,溶液分相温度的升高导致多孔支架孔径的增大.通过控制相分离参数可以制备不同形貌结构的PTCG多孔支架.     

水蒸气辅助法制备LA-GA共聚物蜂窝状多孔膜

以D，L-丙交酯(LA)-乙交酯(GA)共聚物为膜材质，在高湿度气氛环境中使用溶液浇铸的方法在固体基板上制得具有蜂窝状孔结构的聚合物膜．发现不同组成比的LA—GA共聚物的亲水性对形成蜂窝状结构具有关键的影响，同时这种蜂窝状结构可以通过改变成膜条件加以有效控制．     

聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)/聚碳酸亚丙酯复合支架的构建与表征

分别采用反应性和非反应性熔融共混方法结合粒子沥滤技术以及碱处理技术构建不同质量比的聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)(PHBV)/聚碳酸亚丙酯(PPC)复合支架,通过表征支架的表面形态、孔隙率大小和体外降解性能,发现反应性共混法可显著改善支架的相容性和界面粘接。非反应性熔融共混法构建的支架孔隙率高于反应性共混法构建的复合支架。随着PPC含量的升高,复合支架的孔隙率升高。当PHBV/PPC质量比达50/50时,支架在PBS缓冲液中降解最快,反应性共混法构建的支架亲水性高于非反应性共混法,碱处理技术可显著改善复合支架的亲水性。这对功能重建的体内研究和临床实践具有潜在的理论价值和应用前景。     

单模聚焦微波作用下端炔基修饰的聚(L-丙交酯)的合成与表征

在单模聚焦微波辐射作用下,以辛酸亚锡为催化剂,炔丙醇为小分子引发剂引发L-丙交酯开环聚合合成了端炔基修饰的聚(L-丙交酯)。通过正交实验考察了各种反应条件对产物产率的影响,得出最佳的聚合反应条件如下:反应温度110℃,微波功率45W,辐照时间45min,催化剂用量0.1%。在此基础上,通过改变n(L-丙交酯)∶n(炔丙醇)投料比合成了一系列端炔基修饰的聚(L-丙交酯),通过FT-IR、1H NMR、DSC、XRD和GPC对其结构与性能进行了研究。结果表明,在微波作用下,快速、高效地合成了端炔基修饰的聚(L-丙交酯)目标产物,且产物的结构与性能可以通过改变n(L-丙交酯)∶n(炔丙醇)投料比在一定程度上进行调控,随着L-丙交酯投料量增大,产物的分子量逐渐增大,熔点逐渐升高。     

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。     

基于纳米纤维素的三维组织工程支架多孔结构的调控与表征

本文将纳米纤维素(CNFs)与聚乙烯醇(PVA)混合,采用冷冻干燥方法制备了纳米纤维素三维多孔组织工程支架。探讨CNFs悬浮液浓度、PVA的相对分子质量、CNFs与PVA的质量比以及冷冻温度对支架孔隙率、孔径分布以及机械性能的影响。结果表明:CNFs/高相对分子质量PVA支架具有梯度分布、内部连通的孔结构,PVA形成大孔的孔壁,直径100-200 nm的CNFs束则在孔壁上桥接为类似于细胞外基质(ECM)中胶原骨架的网状结构;CNFs浓度为0.5%、CNFs与PVA的质量比为1∶2、冷冻温度为-80℃时,支架内部微丝丰富且网络结构较好;支架力学强度主要由PVA提供,支架的压缩模量随PVA用量的增加而增大,压缩模量在kPa数量级,与软骨组织的弹性模量相当,可通过改变PVA的添加量调节支架材料的力学性能。     

聚-DL/L-丙交酯(30DL/70L)纳米纤维的电纺研究

对生物可吸收聚-DL/L-丙交酯(30DL/70L)体系进行了静电纺丝.研究了聚-DL/L-丙交酯(30DL/70L)的浓度,加料速度,电压,喷头与接收体之间的距离等因素对纤维形态的影响,制备出纳米纤维膜,并用扫描电镜(SEM)等对纤维膜进行表征.结果表明,电纺溶液浓度和溶剂对纤维直径影响比较明显,减小电纺溶液浓度和采用复合溶剂CHCl3/DMF可得到更细的纳米纤维;一定范围内适当的增加电压、减小距离和减小加料速度有利于减小纤维直径.在聚-DL/L-丙交酯(30DL/70L)浓度为5g/100mL溶剂、加料速度1mL/h、喷头与接收体之间的距离6cm、电压15kV电纺条件下,可制备直径50nm左右的聚-DL/L-丙交酯(30DL/70L)纳米纤维膜.     

新型药物载体材料——端羟基聚(丙交酯-co-对二氧环己酮)的合成与表征

聚乳酸(PLA)作为药物载体材料存在因疏水性强而导致的药物释放速率难控以及在循环系统中停留时间短等问题.研究表明,在PLA中引入乙醇酸(GA)可提高材料降解速率,引入聚乙二醇(PEG)则可延长共聚物在循环系统中的停留时间.研究以丙交酯(LA)和对二氧环己酮(PDO)为主要原料,在辛酸亚锡-乙二醇共引发体系的存在下,通过熔融开环聚合制备出了端羟基聚(丙交酯-co-对二氧环己酮)(HO-P(LA-co-PDO)-OH).这种同时具有PLA、GA和EG结构单元的大分子二醇可望成为一种降解速率可控、在循环系统中停留时间可调的新型药物载体材料.采用DSC、~1H NMR、~(13)C NMR和GPC-MALLs等对其结构和热学性能进行了表征.分子量检测结果表明,HO-P(LA-co-PDO)-OH的分子量随原料中PDO/LA摩尔比的减小而增大.     

用于软骨和软骨下骨修复的纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/聚酰胺66功能梯度材料的制备和表征

利用反复冷冻-解冻法和相分离法,制备出用于软骨和软骨下骨修复的纳米羟基磷灰石(nHA)/聚乙烯醇(PVA)/聚酰胺(PA66)功能梯度材料。研究表面层PVA的力学性能和摩擦学性能,及软骨下骨nHA/PA66(m(HA)∶m(PA66)=1∶1)支架的力学性能及生物学性能。结果表明PVA拉伸强度为1.938MPa,平均摩擦系数在生理盐水及代血浆润滑条件下分别为0.076和0.085;nHA/PA66复合多孔支架孔隙率为80.93%,孔径为50～500μm,压缩强度和压缩模量分别为0.88和15.21MPa,且具有良好的生物相容性。     

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。     

生物医用微孔高分子涂层的制备及其初始降解形貌的研究

主要研究了316L不锈钢基体表面微孔聚丙交酯/乙交酯(PLGA)高分子载药涂层的制备技术,探索出空气湿度、温度、涂膜液的浓度等参数对涂层表面的孔径影响的规律,制备出孔径均匀的不锈钢表面PLGA涂层,并对微孔涂层在人工模拟体液(hank's溶液)中的初始降解(3个星期)形貌进行了考察,从而为开发心血管介入治疗不锈钢支架上的微孔载药涂层技术奠定基础.     

聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)及其载药微球的制备研究

采用二步法合成了聚乳酸-羟基乙酸(PLGA),研究了聚合工艺对聚合物分子量的影响,进一步以PLGA为原料制备了聚合物微球,筛选并优化了制备微球的聚合物分子量,探索了制备条件对微球粒径、表面形态的影响,确定了较佳工艺条件。PLGA共聚的较优条件为:丙交酯与乙交酯按50∶50摩尔比混合,加入0.06%催化剂Zr(acac)4,常压下150℃共聚6h,PLGA特性黏度[η]为0.1964dL/g。优化后的微球制备工艺条件为:采用浓度为0.3%的吐温20为乳化剂,二氯甲烷为有机相,1000r/min转速乳化30min,500r/min转速挥发6h,水油相体积比(W∶O)为20∶1,聚合物浓度为0.05g/mL,此条件下制得微球表平均粒径为214nm。     

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。     

多孔医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金的制备和力学性能

将轧制成形与真空烧结相结合制备出大块多孔Ti-24Nb-4Zr-8Sn(%,质量分数,简称Ti2448)材料,研究了冷轧形变量(20%-40%)和烧结温度(1100-1300℃)对其孔隙率、平均孔径、压缩强度及杨氏模量的影响。结果表明,在烧结温度相同的情况下,随着冷轧形变量的增加,多孔Ti2448合金的孔隙率和平均孔径均减小,压缩强度和弹性模量线性增加。烧结温度对多孔材料孔隙率及孔径的影响不大。在孔隙率相同的情况下,多孔Ti2448合金的压缩强度和模量比明显优于纯钛多孔材料。     

两性引发剂VA-057引发分散聚合制备PSG微球的研究

以苯乙烯(St)为主单体,甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)为功能单体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,乙醇和水的混合物为反应介质,选用两性偶氮二(N-2-羧乙基-2-甲基丙脒)水合物(VA-057)为该体系的引发剂,分散聚合制备了单分散的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯)(PSG)高分子微球。考察了单体配比、引发剂及分散剂用量、醇水比等因素对高分子微球表面环氧基团浓度、粒径及单分散性的影响。研究表明,PSG微球粒径(6~9μm)和表面环氧基团浓度(2~4mmol/g)具有可控性。单体配比中GMA含量增加,PSG微球的表面环氧基团浓度和粒径均增大。乙醇/水介质中水含量增大或引发剂用量增多,粒径变大。分散剂用量增多,粒径变小。但引发剂浓度过高或单体St与GMA的质量比1时,会导致粒径分布变宽。     

新型骨-软骨一体化修复支架材料的制备

利用可降解聚合物微球的相互粘结制备了一种新型的组织工程支架材料, 可用于软骨和软骨下骨损伤的修复。采用光学显微镜、 扫描电镜对支架的表面形貌、 内部结构进行了表征, 同时研究了支架材料的力学性能, 此外还研究了微球的粒径对支架材料孔隙率的影响。结果显示, 该材料在结构上分为乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)层和PLGA/生物活性玻璃(BG)层; 材料的孔隙三维连通、 分布均匀; 采用粒径为150~200μm微球所制备的支架孔隙率为(53.37±4.39)%, 在10%的应变下材料压缩强度便已达到了0.9MPa, 显示了较强的力学性能; 随着微球粒径的变小, 材料孔隙率逐渐增大。这种微球支架在骨-软骨组织缺损修复方面有着很大的研究价值和应用价值。      

一种生物可降解材料PDLLA-(MAh-PEG)_n-PDLLA的合成与表征

丙交酯(LA)开环聚合时同时引入功能性单体合成含活性基团的可降解聚合物,是目前对聚乳酸(PLA)类材料进行改性的一个重要研究方向。文中首先以聚乙二醇(PEG)和马来酸酐(MAh)为原料,采用溶液缩聚法制得聚乙二醇与马来酸酐的交替预聚物(MAh-PEG)n;然后以辛酸亚锡为催化剂,(MAh-PEG)n为引发剂,引发D,L-丙交酯(D,L-LA)开环聚合,制得聚(D,L-乳酸)(PDLLA)与(MAh-PEG)n的共聚物PDLLA-(MAh-PEG)n-PDLLA。采用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶红外(FT-IR)、核磁共振(NMR)等方法对共聚物的结构和性质进行研究。结果发现,随着(MAh-PEG)n用量的增加,共聚物的分子量有所下降。这种聚合物的主链含有不饱和双键和亲水性的链段,预计将成为一种新的生物可降解材料。     

聚L-丙交酯合成工艺条件研究

在超声波辐射条件下 ,以丙交酯为原料、辛酸亚锡为催化剂 ,通过开环聚合反应制得聚L 丙交酯 (PLLA)。应用红外光谱 (IR)表征聚合物的结构 ,详细讨论了丙交酯纯度、聚合温度、聚合时间和超声辐射对聚合物分子质量的影响。优化聚合条件可获得粘均分子量 >1 80× 1 0 3的聚丙交酯材料 ,聚合结果具有良好的重复性