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生物相容有机/无机纳米复合多孔支架材料由于其独特的结构、性能,使其在组织工程、药物输送等生物医药领域有着非常重要的应用价值,因而可控构筑该类材料已成为生物医学领域研究热点之一。本课题基于Pickering乳液模板法,采用不同模板连续相固定方法(溶剂蒸发或物理凝胶),制备了具有开孔结构或含微球的有机/无机纳米复合多孔支架材料。探讨不同制备因素对复合多孔支架结构、性能的影响,建立具有不同功能结构的复合多孔支架制备技术;探索复合多孔支架在药物输送、组织工程等生物医药领域的应用。主要研究内容和结果如下:1.通过Pickering乳液溶剂蒸发制备了羟基磷灰石(HAp)/聚乳酸(PLLA)纳米复合多孔支架。采用聚乳酸疏水改性的HAp(g-HAp)纳米粒子为稳定粒子,PLLA二氯甲烷溶液为油相,制备油包水(W/O)型Pickering乳液,通过乳液溶剂蒸发,制备得到HAp/PLLA纳米复合多孔支架。考察了不同乳液制备条件对多孔支架孔结构的影响,探讨了不同g-HAp粒子浓度下制备的多孔支架的物化性能、生物矿化活性、药物装载及释放性能。研究结果表明所制备的复合多孔支架孔结构是连通的,可以通过简单的改变乳液制备条件来调节支架孔结构。增加粒子浓度,提高了支架的热稳定性、密度、表面亲水性和机械性能,但降低了孔隙率。在模拟体液中浸泡,复合支架孔壁上有钙充足型碳酸磷灰石粒子生成,粒子的大小和数量随着矿化时间的延长均增加,在高g-HAp粒子含量的支架上形成的磷灰石粒子速度较快。用抗炎药物布洛芬(IBU)作为模型药物,装载到复合支架中,体外药物释放研究表明复合支架对IBU释放具有明显的缓释作用,IBU释放速度随着释放介质p H值和g-HAp粒子浓度的增大而加快。IBU释放曲线拟合结果表明Higuchi模型可较好的描述IBU在复合支架中的释放过程,释放动力学遵循Fick扩散。2.通过Pickering高内相乳液(HIPE)溶剂蒸发制备了g-HAp/PLGA纳米复合多孔支架。采用g-HAp纳米粒子为稳定粒子,PLGA二氯甲烷溶液为油相,制备W/O型Pickering HIPEs,溶剂蒸发制备了g-HAp/PLGA纳米复合多孔支架。考察了粒子浓度、内相体积分数对乳液形貌、多孔支架孔结构及机械性能的影响。探讨了复合多孔支架的生物活性、抗炎药物释放性能及生物相容性。研究结果表明所制备的复合多孔支架具有开孔结构。随着g-HAp纳米粒子浓度的增加或内相体积分数的降低,乳液液滴粒径、支架孔径和孔隙率降低,而杨氏模量和压缩应力增加。支架材料在模拟体液浸泡后,支架孔壁表面生成了类骨磷灰石粒子,粒子质量随着矿化时间的延长和g-HAp浓度的增加而增加。复合支架可以作为药物载体,高效的装载抗炎药物IBU,并且对IBU释放起到了明显的缓释作用,g-HAp粒子浓度的增加促进了IBU的释放。体外细胞培养实验表明复合支架能够支持小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的粘附、生长和繁殖,说明复合支架具有良好的生物相容性。综上,Pickering HIPE溶剂蒸发是制备g-HAp/PLGA纳米复合多孔支架非常便捷高效的方法。所制备的支架材料可用于药物运载、骨组织工程等生物医学领域。3.为了进一步说明Pickering HIPE溶剂蒸发法在制备复合多孔生物支架材料中具有重要的潜在应用价值,我们采用g-HAp纳米粒子稳定W/O型Pickering HIPE,溶剂蒸发制备了g-HAp/PCL多孔支架。考察了粒子浓度、聚合物浓度、内相体积分数对支架孔结构的影响。并研究分析了多孔支架的机械性能、生物活性、抗炎药物释放性能及细胞相容性。研究结果表明,g-HAp/PCL多孔支架具有连通的孔结构,并且可通过改变乳液制备参数(如粒子浓度、PCL浓度、内向体积分数)来调控孔结构。增加g-HAp粒子浓度可相应提高复合支架力学性能。生物矿化活性研究表明多孔支架具有良好的磷灰石粒子形成能力,且g-HAp粒子促进了磷灰石粒子的形成。IBU能有效装载到支架中,体外释放研究表明支架对IBU释放具有明显的控释效果,增加g-HAp粒子浓度促进了IBU的释放。BMSCs细胞能够较好的在支架上粘附、生长、繁殖,说明g-HAp/PCL支架生物相容性良好。以上结果说明了,g-HAp/PCL多孔支架在骨组织工程中有着潜在的应用价值。同时也证实了,Pickering HIPE溶剂蒸发法是制备生物相容有机/无机纳米复合开孔支架简单且有效的方法,该方法可用于如药物载体、骨组织工程支架等生物多孔支架材料的制备。4.通过Pickering乳液物理凝胶法制备了含PLLA微球的海藻酸钙(ALG-Ca)/HAp复合多孔支架。以HAp纳米粒子、GDL、海藻酸钠的水悬液为水相,PLLA二氯甲烷溶液为油相,制备O/W型Pickering乳液,水相由物理凝胶化固定,冷冻干燥后制备得到含PLLA微球的ALG-Ca/HAp复合多孔支架。考察了乳液制备条件对多孔支架孔结构的影响。研究了支架的力学强度、溶胀性、药物控释、细胞相容性等功能性质,探索其在药物控释方面的应用。研究结果表明,微球主要以单个分散在支架的孔洞内或镶嵌在孔壁上。支架的形貌和微球的大小可通过调节乳液制备条件来调控。增加海藻酸钠、HAp、GDL、PLLA的浓度有利于提高多孔支架力学性能,但是HAp浓度过高反而会导致支架力学性能变差。随着HAp粒子浓度和GDL浓度的增加,支架溶胀性降低,支架稳定性增加。BMSCs能够在复合支架上良好增殖,说明支架具有良好的细胞相容性。将该复合支架用作双药物运输载体,IBU装载到微球中,牛血清蛋白(BSA)直接装载到支架骨架中,药物体外释放结果表明复合支架对这两种装载的药物都有缓释作用,其中对疏水性的IBU缓释效果更好,HAp粒子和GDL浓度的增加延缓了药物的释放。5.通过Pickering HIPE物理凝胶法制备了PCL/BSA/ALG-Ca/HAp纳米复合多孔支架。以BSA、海藻酸钠、HAp纳米粒子的水悬液为水相,PCL二氯甲烷溶液为油相,制备得到O/W型Pickering HIPE,水相经物理凝胶化后,冷冻干燥制备了PCL/BSA/ALG-Ca/HAp纳米复合多孔支架。考察了PCL浓度对支架孔结构、机械性能、溶胀性、细胞相容性、药物控释性能的影响,探索其在组织工程、药物控释方面的应用。复合多孔支架具有连通的孔结构,并且随着PCL的浓度增加孔壁厚度增加,孔隙率减小。PCL浓度的增加有利于提高支架的力学性能,并且使得支架溶胀率减小,这有利于支架在液体环境中维持形状。复合支架能够有效装载抗炎药物IBU,体外释放研究表明增加PCL浓度更有利于支架对IBU的控制释放。体外细胞培养实验表明,BMSCs细胞可以在复合支架上生长、增殖,但是高浓度PCL的加入会导致细胞活性下降。因此在实际应用时,应当综合考虑复合多孔支架的性能,以达到良好应用效果。