組織工程材料制備、支架構建與評價的若干研究.pdf

1、組織工程是一門新興的交叉學科，已經(jīng)引起了人們的廣泛關注。組織工程的核心是建立由細胞和支架組成的三維復合體，支架在組織工程研究中的重要性不言而喻。此外，如何將活性因子引入支架，對一些生物活性物質如生長因子、DNA等進行緩釋，從而促進細胞的生長、增殖和分化等，一直是組織工程研究中的一個重要課題。因此組織工程的產(chǎn)生對生物降解材料以及支架制作技術提出了新的挑戰(zhàn)。 本論文首先設計合成了聚酯-聚碳酸酯型和聚酯-聚碳酸酯-聚醚型三元共聚物，利

2、用溶液澆鑄/粒子瀝出法將其構建成微孔導管，并考察其作為神經(jīng)橋接導管的可行性。然后利用乳液冷凍干燥法制各了PLGA多孔支架，并將rhBMP-2引入支架中，與PLGA支架和涂有膠原蛋白的PLGA支架進行比較，通過體外和體內實驗考察了它們對細胞生長和骨組織再生的不同促進作用。最后采用同軸電紡新技術制備了剛性多糖納米纖維支架，并成功的構建了含有生物活性物質的PCL/右旋糖苷納米纖維支架。具體內容如下： (1)以辛酸亞錫為催化劑，采用本體

3、開環(huán)聚合制備了無規(guī)型的聚(2，2-二甲基-1，3-三亞甲基碳酸酯/ε-己內酯/乙交酯)和聚(2，2-二甲基-1，3-三亞甲基碳酸酯/ε-己內酯/聚乙二醇)三元共聚物，利用IR、NMR和GPC對其組成、結構等進行了分析表征。 DSC結果表明大多數(shù)三元共聚物的玻璃化溫度在-50℃以下，共聚物中只存在PCL結晶相，在室溫及體溫(37℃)下呈現(xiàn)高彈態(tài)。力學性能測試結果表明大多數(shù)三元共聚物的拉伸強度和彈性模量分別在6.2Mpa和25Mpa

4、以上，具有優(yōu)良的強度和韌性，適合制作神經(jīng)導管。大多數(shù)三元共聚物的吸水率都小于10％，改變GA和PEG的含量，可以調節(jié)共聚物的親水性和降解性。 通過溶液澆鑄/粒子瀝出法制備了微孔聚合物導管，導管具有較低的溶脹度，優(yōu)良的彈性和柔韌性。在橋接大鼠坐骨神經(jīng)10mm斷傷的實驗中發(fā)現(xiàn)16周內未有導管坍塌及壓迫神經(jīng)的現(xiàn)象，同時大多數(shù)再生軸突可越過10mm間距。16周后導管開始發(fā)生縱向崩裂。組織學評價和電生理測試表明導管已經(jīng)促使神經(jīng)再生并到達遠

5、端，導管的降解與神經(jīng)再生的速度相匹配。實驗結果表明這類材料是一種有應用前景的神經(jīng)導管材料。 (2)通過乳液冷凍干燥法將rhBMP-2直接引入PLGA支架中，支架的孔徑約為100～270um，孔隙率約為92％。體外釋放結果表明rhBMP-2在第一天的釋放量為30％，而后開始逐漸平穩(wěn)釋放，到30天時累積釋放量達到80.6％，體內實驗表明rhBMP-2仍保持其活性。 通過體外細胞培養(yǎng)和植入體內實驗，發(fā)現(xiàn)復合有rhBMP-2的P

6、LGA支架在促進細胞生長與骨組織再生方面要優(yōu)于PLGA支架和涂有膠原的PLGA支架。植入后4個月，復合有rhBMP-2的PLGA支架組有大量新生成熟骨形成，含有骨小梁，骨陷窩明顯，新生骨組織呈島狀、網(wǎng)狀、或團塊狀，周邊可見成骨細胞，材料進一步降解，被新生骨組織所替代。 (3)采用同軸電紡法制得了剛性多糖納米纖維支架。以PEO為外層，殼聚糖、海藻酸鈉或透明質酸為內層，通過同軸電紡法制備了核殼型的納米纖維支架，用氯仿除去外層的PEO

7、后即可得到純粹的多糖支架，纖維直徑在160～330nm之間。該法制得的殼聚糖支架在水中可穩(wěn)定存在，不需要進行交聯(lián)處理。 利用同軸電紡法可方便高效的將水溶性的BSA引入納米纖維支架中，能夠達到高的包埋量和92％以上的包埋率。BSA在PCL/右旋糖苷支架中的可實現(xiàn)緩慢平穩(wěn)的釋放，BSA的釋放速度可通過改變內層進樣速度進行調控。當內層進樣速度為0.5ml/h時，支架在第1天和7天的釋放總量分別為13.2％和33.7％，在第28天時為5