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组织工程支架功能上相当于细胞外基质(ECM),不仅为细胞黏附、生长提供场所,还为细胞生长提供营养并进行气体交换、排泄废物等。其中水凝胶材料具有良好的生物相容性和三维微孔结构,在生物支架材料方面有很高的应用价值。将天然聚合物和人工合成聚合物复合有助于得到功能良好的水凝胶生物材料。此外将水凝胶与纱线、织物等支架复合来制备复合支架,是当前的研究热点,所得复合支架兼具水凝胶特殊微孔结构及纱线优异的可调控和可织造性,在诸多领域具有潜在的应用价值。本文选取一定质量比的聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)水凝胶与聚乳酸(PLA)短纤纱复合,制备出具有良好生物性能的复合纱线,并选用PLA/PVA/SA复合纱线作为纬纱、纯PLA长丝作为经纱进行织造,制备出PLA/PVA/SA复合机织支架。并对支架表面形貌、化学结构、力学性能、吸水性能和体外生物活性进行研究。具体研究内容如下:(1)PVA/SA水凝胶的制备与性能研究将PVA溶液、SA溶液复合,经冷冻、解冻、浸泡和干燥后获得PVA/SA复合水凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、红外光谱仪(FTIR)、溶胀度和孔隙率对其形貌结构、元素组成、基团变化、吸水溶胀性和凝胶致密程度表征分析。结果表明:凝胶微孔结构较为规整,随着SA含量增加,凝胶微孔由致密变得疏松,网孔增大。与纯PVA水凝胶相比,复合水凝胶溶胀度增加了 59%左右,孔隙率提高到78%。(2)PLA/PVA/SA复合纱线的制备与性能研究将PLA短纤纱与PVA/SA水凝胶溶液复合,经冷冻、解冻、浸泡和干燥后获得水凝胶复合纱线,并进一步进行矿化处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、红外光谱仪(FTIR)、吸水率和拉伸测试对其形貌结构、元素组成、基团变化、亲水性和力学性能表征分析。结果表明:复合纱线中水凝胶成功披覆纱线表面并渗透入纱线内部,在纱线表面形成三维微孔结构;经矿化处理后,纱线表面沉积并生长大量磷灰石,且磷灰石含量多于纯PLA短纤纱,表明复合纱线具有良好的体外生物活性;与纯PLA短纤纱相比,复合纱线吸水率增加约50%,力学性能增强。(3)PLA/PVA/SA复合纱线的机织支架制备与性能研究将自制PLA/PVA/SA复合纱线作为纬纱,PLA长丝作为经纱,选用平纹、变则缎纹组织结构织造复合机织支架,并进一步进行矿化处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、红外光谱仪(FTIR)、溶胀度、孔隙率、和拉伸测试对其形貌结构、元素组成、基团变化、吸水溶胀性、致密程度和力学性能表征分析。结果表明:复合机织支架中纬向复合纱线表面微孔结构保存良好;经矿化处理后,机织支架表面沉积大量磷灰石,复合机织支架中磷灰石含量多于纯机织支架,且复合机织支架中纬向复合纱线上磷灰石含量多于经向纯PLA长丝,表明复合机织支架具有良好的体外生物活性;与纯机织支架相比,复合机织支架溶胀度增加,随着复合纱线中水凝胶含量不同,稍有变化。变则缎纹机织支架溶胀度约为平纹机织支架溶胀度1.5倍;复合机织支架亲水性提高,孔隙率稍有减小,纬向断裂应力提高。综上所述,PLA/PVA/SA复合纱线,PLA/PVA/SA复合机织支架具有良好的体外生物活性、吸水性和力学性能等,可用于构建组织工程支架材料。