论文部分内容阅读
随着人口老龄化的加速,很多高龄人自身的新陈代谢的速度已经跟不上组织器官老化的速度。当身体的某个部位受伤以后,很难靠着自身的机能来恢复,通常采用移植外来的组织和器官进行修复,但是这种移植的组织器官来源有限且存在排斥问题。因此,可以考虑利用外在的生物修复材料来替代。生物活性玻璃(BG)是一种能够有效促进羟基磷灰石生成的无机生物材料,具有高比表面积,有利于促进人体组织和器官修复,但是生物活性玻璃由于是粉末状而不利于直接应用于临床。为此,需为其制备一种可靠的生物支架。而静电纺丝技术作为一种有效的方式,其制备的纳米纤维膜具备多孔隙的特征,对细胞的粘附有促进作用。海藻酸钠(SA)作为一种无毒、具有高度生物相容性的天然高分子材料,在生物材料的应用领域受到高度关注和广泛研究,由于其结构特性而无法单独进行静电纺丝。聚氧化乙烯(PEO)也是一种无毒的高聚物,常被应用于静电纺丝,可提高纺丝液的可纺性。故将PEO与SA共混。因此,本文采用PEO、SA为原料,通过添加一定量的生物活性玻璃,制备PEO/SA/BG复合纤维支架。具体研究内容如下:(1)PEO/SA纤维膜的制备及工艺参数分析将PEO和SA按照不同比例加入去离子水中,通过流变仪测量纺丝液的流变性能,选取适宜浓度的纺丝液进行静电纺丝,通过扫描电子显微镜对纤维的表面形貌观察,得出最佳纺丝浓度为3%PEO/1%SA,其制备的纤维表面均匀光滑,平均直径为105±15 nm。比较加入SA前后的纤维,发现随着SA的加入,复合纤维直径有所下降,可见SA的加入有利于减小纤维的平均直径。(2)PEO/SA纤维支架的水溶性研究采用氯化钙、戊二醛溶液作为交联剂来对PEO/SA纤维支架进行处理,使纤维支架一定时间内在水溶液中能维持纤维形貌,通过将交联处理后的纤维膜浸泡在去离子水中3天来评价其交联效果。为了进一步确认纤维内部结构,采用扫描电子显微镜对纤维支架进行观察,发现其纤维结构有所损坏,但仍保持着较多的孔隙。并通过测定纤维支架的表面接触角来衡量其亲水性能,发现SA的加入有利于提高纤维支架的亲水性能。(3)PEO/SA/BG复合纤维支架的制备及体外生物活性研究制备生物活性玻璃(BG),将其加入到PEO/SA溶液中混合,然后经静电纺丝制备出PEO/SA/BG复合纤维支架,其纤维平均直径为108±16 nm,纤维表面光滑均一;交联后纤维支架的体外生物活性通过在SBF中浸泡来衡量,结果表明,经过SBF浸泡的纤维膜表面结构损坏,但是在纤维表面发现了羟基磷灰石的存在,并进一步通过EDS图谱得到了证实。为保持其纤维结构有效可控,另采用HMDI作为交联剂,并加入2%DBTDL作为催化剂,交联的纤维膜经SBF浸泡后仍能保持多孔纤维网络结构,并通过FTIR、XRD进一步证实了羟基磷灰石的产生。通过上述实验可见:PEO/SA/BG复合纤维膜在体外表现出较好的生物活性,有希望成为一种替代组织和器官的生物修复材料。