论文部分内容阅读
组织工程是一门新兴学科和崭新的医疗技术,是一个跨学科的新领域,它用工程学和生命科学的原理,研究生物组织的结构、功能和生长的机理,研制生物替代品,以恢复受伤的组织或器官的功能。近年来,随着人们对天然生物材料和新材料、新技术的不断探索,组织工程呈现了良好的发展前景。部分组织工程研究成果已开始应用于临床,开拓了患者的康复之路。但是,还有很多问题有待材料学家们为之努力和探索。本文从仿生的角度出发,将功能梯度概念应用于组织工程支架材料的研究中,以期模仿天然骨的多孔和分级结构,探索制备组织工程支架材料的新思路。我们选择生物合成的聚羟基丁酸酯(PHB)和改性的羟基磷灰石(FHAP、HAP-HP、HAP-SR)为主要原料,采用静电纺丝法制备梯度电纺丝膜。全文主要分为四个部分,即羟基磷灰石的合成与改性,PHB/FHAP组成梯度膜(CGF)的制备及性能研究,CGF的体外降解行为研究,PHB/HAP-HP和PHB/HAP-SR电纺丝膜的性能初探。主要结论如下:1、采用化学共沉淀法合成了羟基磷灰石(HAP)粉末。研究表明,反应物溶液共同滴加的方式可确保产物的Ca/P摩尔比更接近初始反应物;当反应条件满足反应物Ca/P摩尔比为1.67,温度为60℃,PH为10时,产物的Ca/P摩尔比最接近1.67。2、采用三种不同的方法对HAP进行了化学改性。研究表明,经过氟离子掺杂改性的HAP(FHAP),其结晶度、晶粒尺寸、化学稳定性等显著提高;经过肝素改性的HAP(HAP-HP),其结晶度、晶粒尺寸等略有降低,抗凝血性能显著提高;经过硬脂酸改性的HAP(HAP-SR),其晶粒尺寸略有增大,结晶度、在有机溶剂中的分散稳定性显著提高。3、首次采用静电纺丝法成功制备了PHB/FHAP组成梯度膜(CGF),并首次采用多重分形法分析了组成梯度膜的孔隙率。研究表明,通过调节FHAP的含量,可以实现CGF的力学及热学性能在膜的厚度方向上呈现梯度变化;多重分形谱可较好地描述CGF的多孔结构及分布特征;CGF的细胞毒性等级是0-2级,具有较好的细胞相容性。4、研究了一系列PHB/FHAP电纺丝膜(PHB/FHAP25、PHB/FHAP50、PHB/FHAP75、PHB/FHAP100)在磷酸缓冲溶液(PBS,pH7.4,0.2M)中的降解行为,其中的FHAP是氟取代程度不同的羟基磷灰石。研究表明,随着FHAP的氟取代程度的增加,PHB/FHAP电纺丝膜的降解速率逐渐减小,即PHB/FHAP25>PHB/FHAP50>PHB/FHAP75>PHB/FHAP100;表明可以通过调节FHAP的氟取代程度来控制梯度电纺丝膜的降解速率。5、首次制备了PHB/HAP-HP电纺丝膜,并考察了PHB/HAP-HP电纺丝膜的活化部分凝血活酶时间(APTT)和凝血酶原时间(PT)。结果表明,相对于PHB、PHB/HAP电纺丝膜,PHB/HAP-HP的APTT和PT显著延长,且APTT最大值可达500s以上;HAP-HP的改性程度越大,PHB/HAP-HP电纺丝膜的抗凝血性能越好。6、首次制备了PHB/HAP-SR电纺丝膜,并考察了HAP-SR在膜中的分散情况及PHB/HAP-SR电纺丝膜的细胞相容性。结果表明,经硬脂酸改性的HAP能够均匀分散在PHB基质中,硬脂酸能够明显改善HAP与PHB间的界面相容性;PHB/HAP-SR的细胞毒性等级为0-1级,具有优异的生物相容性。