一步法乳化電紡制備微納米支架應用于細胞生長的研究.pdf

1、21世紀正是靜電紡絲技術(shù)(簡稱電紡)突飛猛進的發(fā)展階段,其制備出的支架能夠模擬細胞外基質(zhì)的物理化學結(jié)構(gòu),具有優(yōu)良的生物相容性、適宜的力學性質(zhì)以及支持添加因子的改良結(jié)構(gòu)。靜電紡絲功能化纖維支架廣泛應用于組織工程修復,特別是軟組織修復。
　　電紡可制備出從納米到微米的纖維,經(jīng)歷了從單一組分紡絲到混合組分紡絲,也完成了從二維結(jié)構(gòu)到三維結(jié)構(gòu)的突破。電紡過程中每個環(huán)節(jié)都可調(diào)控,包括溶液的內(nèi)部因素(表面張力、溶液性質(zhì)、導電率等)和外部因素(紡

2、絲距離、電壓、給液速度等)。過去幾十年,人們對支架結(jié)構(gòu)和電紡過程的精細化調(diào)控進行了大量的研究。通過對支架表面進行修飾、通過電紡層層堆積纖維支架、對注射器或者接收器進行改良等方法促進了細胞在支架上的粘附、遷移和增殖行為。
　　但是傳統(tǒng)電紡纖維仍然以納米尺寸占多數(shù),其小尺寸造成的小孔徑局限了細胞的浸潤。本課題通過引進大尺寸的纖維,形成大孔徑來解決這個難題。并精簡電紡過程,還原電紡最初的優(yōu)勢,使用簡單一步法裝置制備雙峰纖維,為支架工業(yè)化

3、制備提供參考。
　?、傥⒓{米纖維支架的制備
　　增加支架纖維的尺寸來增加孔徑和孔隙率,可以促進細胞在支架中的增殖和浸潤。本文通過在靜電紡絲過程中引入乳化作用,改變電紡原液的乳化情況來調(diào)節(jié)成型纖維的孔徑結(jié)構(gòu)。實驗中選取DCM作為調(diào)節(jié)溶劑,通過改變?nèi)芤旱呐浔取軇┍壤?DCM:HFIP分別為0:4;1:3;1:1;3:1;4:0來溶解聚己內(nèi)酯(PCL),配置不同的乳化靜電紡絲PCL原液。通過對五種不同乳化程度的電紡原液進行電紡,

4、得到五種不同的微/納米纖維薄膜支架。利用掃描電鏡(scanning electron microscope, SEM)、透射電鏡(transmission electron microscope, TEM)、傅里葉紅外光譜技術(shù)(fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)、力學拉伸等手段對其結(jié)構(gòu)和性能進行了表征。通過Image J、比表面積及微孔分析儀(ASAP-2020)對雙峰支架比纖維

5、參數(shù)進行分析。
　?、诩毎c支架材料的相互作用
　　取人永生化表皮細胞(HaCat)與PDH02、PDH13、PDH11、PDH31和PDH20五種纖維支架進行共混培養(yǎng),通過MTS和SEM觀察材料上細胞的粘附的情況,發(fā)現(xiàn)五種支架材料均有良好的生物相容性。
　?、奂毎诓牧仙系慕櫱闆r
　　細胞在材料上的浸潤利用體外Transwell來進行分析。將HaCat細胞在五種支架材料上進行培養(yǎng),通過激光共聚焦掃描電鏡觀察宿