新型納米紗-納米纖維三維支架及肝素負(fù)載的小血管動(dòng)脈瘤覆膜支架的制備和表征.pdf

1、在組織再生或器官重建的過(guò)程中，組織工程支架需為種子細(xì)胞的功能實(shí)現(xiàn)提供必要的結(jié)構(gòu)支撐，是決定組織工程技術(shù)能否成功實(shí)施的關(guān)鍵因素。因此，組織工程支架的設(shè)計(jì)與構(gòu)建已成為生物材料和再生醫(yī)學(xué)的重要研究領(lǐng)域。理想的組織工程支架應(yīng)具備良好的生物相容性、一定的孔隙結(jié)構(gòu)以及適當(dāng)?shù)牧W(xué)性能。良好的生物相容性可促進(jìn)細(xì)胞的粘附和增殖，一定的孔隙結(jié)構(gòu)則是細(xì)胞遷移進(jìn)入支架內(nèi)部的基礎(chǔ)，而適當(dāng)?shù)牧W(xué)性則能為組織的再生過(guò)程提供必要的結(jié)構(gòu)支持。靜電紡納米纖維支架孔隙連通且

2、擁有較高的孔隙率，可在一定程度上仿生天然細(xì)胞外基質(zhì)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)并促進(jìn)種子細(xì)胞的粘附和增殖。然而，構(gòu)成納米纖維支架的超細(xì)纖維易在材料加工或組織再生過(guò)程中發(fā)生斷裂，繼而破壞支架結(jié)構(gòu)，從而對(duì)再生組織的形成和組織功能的重建造成不利影響。再者，種子細(xì)胞通常只能在傳統(tǒng)的納米纖維支架的表面單層生長(zhǎng)，這將會(huì)限制靜電紡組織工程支架在組織再生領(lǐng)域中的應(yīng)用。
　　 本課題將漏斗狀成紗裝置引入傳統(tǒng)的靜電紡絲過(guò)程，將部分左旋聚乳酸纖維抱合成紗，同時(shí)收集納

3、米紗及其余納米纖維后即可成功制備一種由取向納米紗與無(wú)規(guī)納米纖維復(fù)合而成的三維支架(NRS)。掃描電子顯微鏡照片(SEM)顯示，表面粗糙的納米紗是由高度取向的納米纖維纏繞抱合而成的，納米紗/納米纖維三維支架不僅具有可仿生細(xì)胞外基質(zhì)的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，且具有的較大的比表面積和連通的孔隙結(jié)構(gòu);親疏水性測(cè)試(WCA)和表觀(guān)密度測(cè)試結(jié)果提示:與靜電紡納米纖維支架(ENS)相比，NRS具備較大的孔隙率和較粗糙的支架表面;X-射線(xiàn)衍射圖譜(XRD)及差示

4、量熱測(cè)試(DSC)表明，聚乳酸基質(zhì)材料的晶體結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)在成紗過(guò)程中發(fā)生改變;拉伸力學(xué)測(cè)試表明NRS具有優(yōu)越的力學(xué)性能。將NRS和ENS置于磷酸鹽緩沖液和37攝氏度中進(jìn)行體外降解。結(jié)果表明，降解32周后的NRS形態(tài)并未發(fā)生明顯改變。這說(shuō)明支架的降解速率較慢，而支架的重量測(cè)試以及降解液的pH測(cè)試也驗(yàn)證了以上結(jié)論。凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試結(jié)果表明:PLLA的分子量會(huì)隨著降解時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生明顯下降。與同種材料的ENS相比，NRS可在降

5、解過(guò)程中保持較好的拉伸力學(xué)性能。體外生物相容性測(cè)試表明，接種于NRS上的小鼠成纖維細(xì)胞(L929)及豬髖動(dòng)脈血管內(nèi)皮細(xì)胞(PIEC)表現(xiàn)出更好的粘附和增殖能力。SEM照片顯示L929和PIEC可更好地鋪展或鑲嵌于NRS的支架表面。H&E染色組織切片照片顯示細(xì)胞可遷移進(jìn)入NRS支架內(nèi)部卻只能生長(zhǎng)于ENS的支架表面。
　　 動(dòng)脈瘤是一種致死率和致殘率較高的心血管疾病。隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，血管內(nèi)介入治療已成為動(dòng)脈瘤的首選治療手段之一。

6、類(lèi)似于小口徑血管的再生修復(fù)，血管栓塞及內(nèi)膜增生也常出現(xiàn)于小血管動(dòng)脈瘤的治療過(guò)程中，阻礙著介入治療尤其是覆膜支架治療技術(shù)的發(fā)展。通常認(rèn)為，原位釋放肝素可有效防止支架植入部位的血栓形成。因此我們嘗試制備具有抗凝血作用的，以肝素負(fù)載的“殼芯”納米纖維支架為覆膜層的小血管動(dòng)脈瘤覆膜支架。
　　 為避免使用復(fù)雜的同軸靜電紡絲噴頭，我們以乳液靜電紡絲為基礎(chǔ)成功制備了以乳酸-己內(nèi)酯共聚物為基質(zhì)材料的肝素負(fù)載的“殼芯”納米纖維支架，以原位釋放肝

7、素從而有效避免急性血栓。SEM照片顯示，該支架具有良好的納米纖維結(jié)構(gòu)。透射電子顯微鏡(TEM)照片證實(shí):不同于經(jīng)典“殼芯”結(jié)構(gòu)，該種纖維具有新型的“多芯”結(jié)構(gòu)。熒光照片(FM)顯示，含有熒光素的芯層可在支架中均勻分布。傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FTIR)表明，肝素分子已被成功載入支架。XRD、DSC和熱失重(Tg)測(cè)試表明，乳酸-己內(nèi)酯共聚物的晶體結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)并未發(fā)生明顯改變。WCA測(cè)試表明Span80以及肝素的載入可使該種支架擁有親水性