靜電紡絲制備PLGA三維組織工程支架的研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人口老齡化的到來，臨床中膝關(guān)節(jié)軟骨、半月板的損傷及退變的治療，已經(jīng)成為骨科醫(yī)師面臨的重要課題。組織工程的出現(xiàn)與發(fā)展，為骨軟骨、半月板疾病的治療提供一條嶄新的道路。組織工程支架材料一直是研究的主要內(nèi)容之一。近年來，發(fā)展了多種組織工程“硬支架”的制備技術(shù)，其中，靜電紡絲技術(shù)能夠直接制備出連續(xù)的聚合物納米纖維，其纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)類似細(xì)胞間質(zhì)，有利于細(xì)胞的粘附生長，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種組織工程的研究?，F(xiàn)階段，應(yīng)用靜電紡絲制

2、備骨軟骨、半月板組織工程載體支架的研究已成為制備組織工程支架材料的熱點(diǎn)。
　　 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探索不同電紡參數(shù)（溶液濃度、溶劑配比、輸出電壓）對(duì)聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)電紡纖維形貌、纖維直徑、孔隙率的影響規(guī)律;尋找最佳的電紡參數(shù)條件，制備模擬半月板厚度(3-4mm)的PLGA三維支架與PLGA/明膠(Gt)復(fù)合纖維三維支架;證明電紡所制備的三維支架的具有較好的生物安全性、組織相容性。
　　 實(shí)驗(yàn)方法:
　　

3、 1)按濃度分組配制PLGA電紡溶液，A組0.5g/m1，B組1.0g/m1，C組1.5g/ml;每組電紡溶液再根據(jù)溶劑比例不同(DMF∶ THF=1∶1，2∶1，3∶1)分為再三組，即共9組電紡溶液。9組電紡溶液在不同輸出電壓下(10kv，15kv，20kv)電紡，共27個(gè)樣本，之后SEM觀察電紡纖維形貌，統(tǒng)計(jì)纖維平均直徑。
　　 2)選擇最優(yōu)電紡參數(shù)。改進(jìn)電紡裝置，以20×20×1.5cm3的純銅板代替先前的鋁膜作為接收板，

4、同時(shí)接收板兩側(cè)分別放置兩塊電極板，并于噴嘴處包繞鋁膜，制備PLGA三維支架與PLGA/Gt復(fù)合纖維三維支架。
　　 3)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行生物安全性檢測(cè)，PLGA三維支架和PLGA/Gt三維支架分別植入12只大鼠脊柱皮下兩側(cè)，PLGA三維支架植入組為A組，PLGA/Gt三維支架植入組為B組，于第2、4、6、8周隨機(jī)選取3只大鼠取出皮下支架，進(jìn)行大體觀察，組織學(xué)檢查，比較兩種三維支架體內(nèi)外降解速率。其次，電紡PLGA三維支架與PLGA/

5、Gt三維支架浸提液分別進(jìn)行溶血試驗(yàn)。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
　　 1)在溶劑比例為DMF∶ THF=1∶1，電紡溶液濃度大于1.5g/ml時(shí)以及溶劑比例為DMF∶ THF=3∶1，電紡溶液濃度小于0.5g/ml時(shí)，PLGA溶液電紡不能得到纖維膜。在可紡范圍內(nèi)，濃度、電壓固定，隨著高揮發(fā)性溶劑比例的增加，纖維平均直徑隨之變小;溶劑、電壓固定，隨著溶液濃度的增加，纖維平均直徑隨之變小;濃度、溶劑固定，隨著輸出電壓的增加，纖維平均

6、直徑隨之變小。電紡纖維形貌及孔隙率的變化則表現(xiàn)各異，電紡纖維孔隙率與纖維平均直徑呈負(fù)相關(guān)(R2=0.797，P＜0.01)。
　　 2)電紡裝置改進(jìn)后成功制備出厚度為3.52mm的電紡PLGA和厚度為3.64mm電紡PLGA/Gt三維支架。
　　 3)電紡PLGA和PLGA/Gt三維支架浸提液溶血實(shí)驗(yàn)均為陰性。動(dòng)物皮下植入實(shí)驗(yàn)，兩種支架周圍組織均未見不良反應(yīng)，組織學(xué)檢查鏡下未見壞死組織，炎癥細(xì)胞分布隨時(shí)間逐漸減少，且PL

7、GA/Gt三維支架在炎癥細(xì)胞密度及纖維囊厚度均顯著低于電紡PLGA三維支架(12.47±3.62 v5.16±4.38，P=0.012;178.54±51.54v234.89±67.81, P=0.001)。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
　　 1) PLGA(50∶50，Mw=120，000)電紡溶液，在可紡范圍內(nèi)，隨著溶液濃度降低、高揮發(fā)性溶劑比例的增加、輸出電壓的增加，電紡纖維平均直徑隨之變小。濃度為1.0g/ml，溶劑配比為