层层组装编织骨支架的制备及性能研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shengyue1212
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随着对人工骨支架的研究,发现一些生物物理因素会影响细胞行为。其中生物电信号是维持细胞功能、影响细胞行为的重要因素。导电聚合物(CPs)可以促进细胞活动并增强细胞之间的信号传递,在组织再生引起了关注。如何将CPs应用在支架上,并能很好的与细胞结合成为研究重点。本研究采用层层组装策略,在聚乙烯醇/聚乳酸(PVA/PLA)编带上生长不同涂层,制备出一种具有电化学活性、生物活性和生物相容性的编织骨支架。主要研究内容如下:首先,将PVA/PLA编带浸泡多巴胺溶液沉积聚多巴胺(PDA)涂层。在浸泡4 h后,纤维表面被PDA均匀包裹,经4 h PDA处理的支架电化学沉积更能诱导羟基磷灰石(HA)涂层在支架上生成。利用支架在模拟体液(SBF)浸泡实验,在支架表面诱导生成了球形HA。与纯PVA/PLA编带相比,支架的细胞活性提高了41.6%。接着,为增加支架的电化学活性,引入了导电聚合物聚吡咯(PPy)在支架上原位生长形成导电涂层。在吡咯浓度为0.5 M时,在纤维上形成致密的导电薄膜,并具有较低的电阻和电化学阻抗。经PDA浸泡4 h后,用电化学沉积HA涂层,探究最佳沉积电流密度。结果表明,制备的复合涂层支架电化学性质稳定,并且支架的细胞活性提高了188%。最后,改变PDA直接在PPy支架上沉积的方法,利用喷涂法在PPy支架上聚合不同浓度比的吡咯和多巴胺,探究了不同浓度比对支架性能的影响。与PDA/PPy支架对比,吡咯和多巴胺不同浓度比聚合的支架显示出更高的导电性。经循环伏安法测试,HA/PPy@PDA支架的CV曲线保持稳定不变。利用支架在SBF中诱导HA生成的能力来评估支架的体外矿化能力,与不含HA涂层的支架相比,HA/PPy@PDA支架诱导了更多的HA生成,骨矿化能力更强。通过MTT实验证明复合涂层支架的细胞活性提高至240.9%,可以促进细胞增殖生长。本研究为层层组装编织骨支架的结构设计提供了研究思路,扩展了纺织结构在骨组织工程领域的应用。
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