诱导组织再生的纺织基人工皮肤的制备及性能研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ghostframe
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
当伤口深度达到真皮层及皮下组织时,会存在较为严重的感染和组织缺损,自身修复过程存在困难,愈合时间较长并很容易转成慢性伤口。因此,需要外界手段进行治疗,完成皮肤组织的再生。组织工程与再生医学概念的提出为修复全皮层伤口指明了新的发展方向。一种修复缺损组织的方法是利用再生医学进行组织的原位再生。目前,研究学者们发现同时具有表皮和真皮结构的全层皮肤支架在结构与功能上与天然人体皮肤更为接近,具有复合结构的皮肤支架可以进一步提升在皮肤组织再生修复方面的应用。并且已有研究表明,纤维支架可通过调节结构参数来匹配自然组织的形态、结构和机械特性,以达到调节细胞行为的目的。因此,本课题旨在设计制备一种基于纺织技术的仿生型全层皮肤支架,它具有多尺度的复合结构,并揭示不同纤维尺度、不同孔径形态对皮肤细胞粘附、增殖行为的影响,通过调控复合结构参数,使其与细胞生长环境相匹配。此外,大量研究表明电刺激对电活性组织的功能和行为有着积极的影响,内源性电场可以调节细胞向伤口处迁移,加速伤口愈合进程。因此,将电活性材料掺入支架中可通过电荷在支架-细胞之间的转移来刺激成纤维细胞的活动,从而调节组织的再生修复能力。因此,本课题针对导电型人工皮肤支架进行探索,将导电物质负载到上述的仿生复合支架结构中,以期制备可有效促进细胞迁移,且具有良好生物相容性的导电型复合人工皮肤支架。本论文的主要研究内容包括:(1)基于静电纺丝技术和化学交联方式制备得到聚己内酯(PCL)/明胶(Gelatin)纳米结构仿生表皮结构。结果表明:当PCL比例大于等于50%时,纤维形貌良好;通过改变纺丝液浓度,经过戊二醛交联后制备得到平均纤维直径分别为157nm、241nm、261nm和483nm。通过细胞活性实验表明,当平均纤维直径为241nm时,纳米支架可以促进角质形成细胞(Ha Ca Ts)的增殖,在培养第7天时就可完成上皮化,此时其吸液量高达1539%,水蒸气透过率为2353g/m~2/d,因此,既能吸收伤口多余渗出液,又能防止组织液过度挥发,满足表皮替代物的要求。(2)基于非织造技术获得的纯壳聚糖微米多孔仿生真皮结构,并通过浸渍—烘干—还原方法制备得到负载还原氧化石墨烯的壳聚糖3D微米支架(CHI@r GO)作为真皮结构。结果表明:当壳聚糖支架孔径结构为21.91μm时,成纤维细胞出现纤维间的桥接,利于细胞后期进行细胞间的黏附与信号传输。负载导电物质后,CHI@r GO电导率为5.38╳10-5—9.18╳10-4S/cm。考虑到敷料的生物相容性,控制GO分散液浓度为1mg/m L时,CHI@r GO没有明显的细胞毒性,并且能够提高成纤维细胞(HFF-1s)的线粒体膜电位,使细胞活力增加,对HFF-1s迁移的诱导作用明显,24h后伤口的愈合率高达70.12%。此时敷料的吸液量为853%,水蒸气透过率为4009g/m~2/d,低于裸伤口的水蒸气透过率5109g/m~2/d。(3)基于上述对皮肤支架的表皮层和真皮层的仿生构建,采用化学交联方式在表皮层明胶和真皮层壳聚糖之间形成Schiff键,复合两层结构。复合后的表皮层与真皮层均保持原有的纤维形貌,支架整体呈现出梯度孔径结构,外观良好,剥离强力由7.21c N提高至350c N,两层之间贴合紧密。复合支架的吸液性能和水蒸气透过率均有所改善,能够在一定程度上防止伤口部位水分的过度挥发。除此之外,复合支架具有良好的细胞相容性,其细胞增殖率为90.56%,没有明显细胞毒性。
其他文献
近年来我国物流业得到了飞速发展,在“双碳”目标下绿色转型已然成为物流业的发展趋势。物流业传统运营模式下成本较高、上下游信息不对称、中小微企业获取转型资金困难等问题日益突出,对此,文章从供应链角度出发探讨现阶段绿色物流发展存在的问题,并探究绿色发展路径,主张以绿色理念推动物流业绿色发展,利用数字信息技术打破信息壁垒,维护供应链平衡,加快物流智能基础设施建设,减少资源浪费与环境污染,提高企业绿色创新水
期刊
随着现代化生活水平的提升,人们对健康和安全提出了新的要求。就传统服饰而言,有利于身心舒适健康的抗菌类功能材料正在蓬勃发展。纺织品特有的疏松多孔的结构、环境的温湿度、以及人体分泌的汗液等,为细菌增殖提供了基础条件。细菌的滋生和异味的散发无疑会对人体造成穿戴不适感,甚至是更严重的感染和疾病危害。在日常生活中,贴身衣物(如内衣、鞋袜)、防护用品(如口罩、伤口敷料)、食品包装材料(保鲜膜)等物体均易滋生细
学位
超高压容器(工作压力在100MPa以上的压力容器)被广泛应用于化工、轻工、食品等行业。随着技术的发展,超高压容器趋于大型化,面对着循环载荷、高压、腐蚀性介质等恶劣工作环境,失效问题也接踵而来。在容器设计过程中,为了充分挖掘材料的诸多性能,以期提高容器的承载能力,并延长其疲劳寿命,设计者通常会对容器进行强化处理。然而,材料通过强化处理后,强度提升的同时韧性会产生极大的损耗,并会对容器的使用寿命产生影
学位
目前,蓄热式加热炉在投入使用后,随着使用时间变长、加热等影响因素逐渐增加,单耗逐渐增高,对双蓄热式烧嘴以及蓄热箱检查中,会发现在蓄热式加热炉高温区间中烧嘴砖会出现大面积被破坏、垮塌、损伤等严重情况。双蓄热式燃烧器是蓄热式加热炉的关键组成部分,但由于频繁的换向,造成烧嘴砖在恶劣的环境工作,导致蓄热式加热炉烧嘴砖的炉内侧最先遭受破坏,严重影响了蓄热式加热炉的使用寿命和节能减排效果。为了解实际生产中蓄热
学位
随着我国城镇化进入后半程,乡村社区面临多重复杂的挑战与自身发展需求之间的矛盾,乡村社区系统独特的自适应性与自调节性相关“社区韧性”问题引发多方关注。在乡村规划中如何提升社区韧性尚需学界深入研究与探讨。以北京市北沟村规划实践为例,通过对乡村社区韧性的概念解析与既有文献研究,提出基于生态、经济、社会和文化4个维度分析乡村社区韧性特征与变化的思路,构建提升乡村社区韧性的规划策略框架。北沟村多年规划实践表
期刊
超声影像在获取、传送时,由于声阻抗的不均匀和高频转换,容易造成影像中存在斑点噪声,使得影像品质下降,病灶部位不易辨识及定位,最终导致医生在对病理进行诊断与治疗时判断难度增加。传统去噪算法在处理斑点噪声时信号处理不完全,去噪效果不佳,而二维变分模态分解方法能够将图像信号进行分解,因此本文联合2D-VMD分解方法对分数阶微积分理论进行深入研究,利用分数阶积分算子对信号独特的作用效果,提出一种新型的去噪
学位
近年来,具有先进功能的微纳米纤维在分离过滤、生物工程、纺织服装等领域掀起一股研究热潮。其中静电纺丝凭借原理简单、材料选择广泛等优势,在众多制备技术中备受瞩目,由最初的单针头装置拓展到产业化静电纺丝技术,解决了针头易堵塞、微纳米纤维产率低等难题,相关突破成果不断。然而在产业化静电纺丝技术的探索中,有关多射流形成控制和纤维成膜特性的研究不够完善,导致微纳米纤维膜存在结构简单、附加值低等不足,限制其在先
学位
铁路列车的轮对圆锥滚子轴承作为列车运行中较为重要的传动零部件,它的状况关乎列车行车安全。目前主要采用人工检测的方式对铁路列车轴承的内圈进行表面缺陷的检测,针对人工检测轴承内圈表面时容易产生视觉疲劳,且存在检测时间长、稳定性不足、检测效率低、信息集成困难等问题,采用机器视觉及图像处理技术对轴承内圈外表面缺陷的检测与识别进行了研究,具体工作内容如下:(1)机器视觉检测半拆解列车滚子轴承内圈外表面缺陷的
学位
航空、航天产业作为国防工业和制造业最重要的组成部分,决定了民族的现代化程度。随着市场和国防需求的不断提高,其生产要求不断向高精度、高效率方向发展。整体式叶轮作为一种典型的复杂薄壁件,在航空、水利等领域被广泛应用,约占航空发动机的30%。因此,在市场需求与国防需求同步作用下,提高叶轮整体加工水平显得尤为重要。但是由于整体式叶轮叶片薄,叶片与叶片之间间隔狭小,所以在加工时,刀具转动空间小,极易造成刀具
学位
随着我国工业化水平的提高,空气污染问题逐渐成为了大众关注的焦点。空气污染颗粒主要有盐性及油性气溶胶颗粒物,对人体健康以及环境均有危害,因此采用空气过滤材料对其进行过滤拦截十分必要。油性颗粒物具有流动性,在过滤过程中还会受到滤材本身性能的影响。静电纺丝微纳米纤维具有直径细、孔隙率高等优点,非常适合用于制作高性能空气过滤材料。因此本课题制备了疏水疏油微纳米纤维过滤材料,设计梯度结构对其过滤性能进行了提
学位