【摘 要】
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壳聚糖(CS)具有良好的生物相容性、降解性和优良的抗菌性、可塑性,在关节骨软骨组织缺陷修复中有良好的应用前景。然而,CS支架的机械性能比正常骨组织差,不能支撑承载骨植入物,改善其性能的常用办法是将其与另一种材料复合。聚磷酸钙纤维(CPPF)具有良好的生物相容性、生物活性、骨传导性及可降解性,且降解产物无毒,被广泛应用于组织工程领域。本文依据关节骨软骨组织的正常形态,通过冷冻干燥法制备CPPF/CS
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壳聚糖(CS)具有良好的生物相容性、降解性和优良的抗菌性、可塑性,在关节骨软骨组织缺陷修复中有良好的应用前景。然而,CS支架的机械性能比正常骨组织差,不能支撑承载骨植入物,改善其性能的常用办法是将其与另一种材料复合。聚磷酸钙纤维(CPPF)具有良好的生物相容性、生物活性、骨传导性及可降解性,且降解产物无毒,被广泛应用于组织工程领域。本文依据关节骨软骨组织的正常形态,通过冷冻干燥法制备CPPF/CS复合材料三层一体化关节骨软骨组织支架。首先,向CS溶液中加入CPPF,经冷冻、真空干燥后,得到CPPF/CS复合支架,作为软骨支架的透明软骨层和软骨下骨层。接下来,将KH-550改性后的聚磷酸钙(CPP)玻璃片作为钙化软骨层。然后,用带有粘性的CS溶液把这三部分粘合为一个整体。并通过SEM、FT-IR、XRD、压缩模量、孔隙率等对一体化关节骨软骨支架的各种性能进行表征。实验结果表明:(1)通过冷冻干燥法成功制备CS支架,且改变CS的浓度,CS支架的各种性能也随之发生变化。随着CS浓度的增加,CS支架的孔隙率、吸水率和降解率在下降,但其力学性能在提高。通过观察SEM图片,可看出CS支架具有三维、网状、连通的多孔结构;CS支架孔径的尺寸与CS的浓度成反比。(2)以磷酸二氢钙和氧化硼为原料,通过熔融拉丝法制备得到CPPF。将CPPF作为增强材料,可提高CS支架的力学性能以及扩大CS支架的孔径,但会降低CS支架的孔隙率以及加快CS支架的降解速率。此外,随着CPPF添加量的增多,CPPF/CS复合支架的吸水率和力学性能提高,孔隙率下降,降解速率变快。(3)将CPP玻璃片作为软骨支架的钙化软骨层。CPP玻璃片可在PBS溶液中降解,降解产物为羟基磷灰石,无毒。然而,纯CPP玻璃片的降解速率较快,30天后就降解了约37%。加入适量的氧化硼(B2O3),可使CPP玻璃片的降解速率变慢。(4)一体化软骨支架分三层结构,上、下两层为多孔结构,为细胞生长输送营养物质和排放代谢物。中间层为密实层,保证支架具有足够的机械强度。一体化软骨支架的压缩模量为7.45 MPa,42天后降解了20%左右。
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