多孔心脏瓣膜支架的制备及体外预适应脉动反应装置的设计

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组织工程心脏瓣膜是应用生命科学和组织工程学原理和方法构建出的一种具有细胞活性的新型瓣膜。它从理论上可以完全克服目前使用的机械瓣膜和生物瓣膜的缺点,具有很好的使用寿命,极好的生物相容性,不产生血栓。从材料热力学和动力学的角度探究了组织工程心脏瓣膜所用聚乙烯醇水凝胶的胶凝原理和胶凝过程,提出了一种关于聚乙烯醇水溶液胶凝的原理和胶凝过程理论。在温度降低时,聚乙烯醇水溶液发生分相行为,聚乙烯醇分子聚集。由于聚乙烯醇分子很大且分子之间具有很强的相互作用,使聚乙烯醇分子在其水溶液中的扩散势垒很大,扩散系数极小,扩散速率很小,因而聚乙烯醇分子的扩散成为其水溶液胶凝的限制因素。所以在常温下,聚乙烯醇水溶液的胶凝会持续数十天或者更长的时间。根据上面的分析,在胶凝过程中,提高扩散速率是很困难的。所以将聚乙烯醇水溶液与氯化钠颗粒均匀混合后,迅速置入-20℃的乙醇浴中,以在低温下提高形核率的方式来加快聚乙烯醇水溶液胶凝速度,使聚乙烯醇水溶液在氯化钠颗粒沉降之前便已经迅速胶凝,之后用冷冻-解冻循环工艺加强聚乙烯醇水凝胶的力学性能。待聚乙烯醇水凝胶完全胶凝后取出,置于蒸馏水中溶出氯化钠颗粒。由此制得具有三维多孔性的聚乙烯醇复合水凝胶支架材料。测试了其干燥速率、弹性模量、断裂伸长率、断裂强度和生物相容性,这些性能均满足作为组织工程心脏瓣膜支架材料的要求。为了提高细胞在动态培养下的黏附率,采用新的思路设计了一种类似人体内的方式培养细胞的脉动反应装置。
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