細菌纖維素組織工程支架材料的復合改性與性能研究.pdf

1、惡性腫瘤是人類健康面臨的最大威脅之一,要對惡性腫瘤的預防和根治,就必須充分了解腫瘤細胞的形成、增殖以及分化過程。為此,學者們開始研究用于腫瘤細胞的體外培養(yǎng)的組織工程支架。而目前臨床中多用膠原三維支架用作腫瘤細胞的體外培養(yǎng),雖然膠原具有良好的生物相容性,但其存在價格高昂等缺陷。因此,制備出新型的用于腫瘤細胞體外培養(yǎng)的組織工程支架具有重要的意義。細菌纖維素(BC)作為一種潛在的新型生物醫(yī)用支架材料,具有與人體內ECM相類似的三維納米纖維結構

2、以及良好的力學性能與生物可降解性,受到了研究者們越來越多的關注。但BC屬于一種聚合物多糖,其生物活性有限,并且支架內缺少供細胞營養(yǎng)傳輸和廢棄物排放的微米級孔道,其進一步的生物組織工程應用受到了限制。因此,本課題旨在對BC進行復合改性以及對其孔道結構進行調整,以制備出更加理想的BC基支架材料,為其在組織工程領域的應用提供基礎。
　　為了提高BC的生物活性,本課題利用化學交聯(lián)法對BC進行了卵磷脂(Lec)復合改性。并采用SEM、XRD

3、、FTIR、接觸角、TGA和DMA對復合支架的形貌、物理、化學性質、親水、熱學和力學性能進行了表征。SEM結果表明,當Lec溶液的濃度達到2％時,每一根BC纖維表面沉積的Lec納米微球會完全互相連接,形成一個完整連續(xù)的包覆層,從而得到由BC/Lec復合纖維組成的具有三維納米網絡結構的支架材料。并且復合材料具有良好的親水性,熱性能以及動態(tài)力學性能,為其進一步應用提供了基礎。此外,乳腺癌腫瘤細胞MDA-MB-231與MCF-7的體外培養(yǎng)實驗

4、結果表明,BC/Lec復合材料支架無毒性,并且相對于原始BC支架,其生物活性顯著提高。
　　為了探索更多更有效的途徑以提高BC支架的生物活性,本課題對BC還進行了膠原復合改性,并且在此基礎上,為了更好地模擬細胞外基質所具有的微米/納米孔的多級孔結構,采用激光消融技術在BC薄膜表面構建了具有可控孔徑的微米孔道陣列,并進一步對這種具有微米孔道的pBC進行了Col復合改性。采用SEM、FTIR、接觸角、TGA和DMA對BC/Col與pB

5、C/Col兩種支架的形貌、化學性質、親水、熱學和動態(tài)力學性能進行了比較。SEM與FTIR結果表明,未經造孔處理的BC/Col與pBC/Col具有非常類似的納米結構與性質,并且后者由于存在微米級孔道陣列,因而能夠吸附更多的Col分子,使其復合改性更加徹底。動態(tài)力學性能結果表明,雖然消融造孔技術在一定程度上破壞了BC纖維的連續(xù)性,使pBC/Col的力學性能有所下降,但足以滿足實際需要。生物學實驗結果表明,與BC/Col以及純BC支架相比,p