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组织工程三维多孔支架作为细胞种植的场所和组织再生的模板,是组织工程的重要研究内容之一。本论文旨在通过对天然高分子的交联,合成高分子的改性,以及多孔支架结构的构建的研究,研制出满足组织工程要求的支架材料,并进行相应的评价,主要包括以下内容:
1.选用无细胞毒性的双醛淀粉作为壳聚糖的交联剂,改善壳聚糖膜的性能,溶涨结果表明,双醛淀粉能够有效的对壳聚糖进行交联,交联效果与双醛淀粉用量有关。首次采用硅烷偶联剂KH-560对透明质酸进行交联,交联透明质酸膜的溶胀性能测试表明,KH-560能够有效地对透明质酸进行交联,改善透明质酸膜的耐水溶解性,提高其力学性能。
2.通过冷冻诱导相分离,可制备高孔隙率的壳聚糖支架,但是支架的孔径偏小,往往低于100μm。通过调节壳聚糖溶液浓度及预冻温度可改变壳聚糖支架的孔结构。壳聚糖支架的孔径和孔隙率都与壳聚糖溶液的浓度成反比。在较低的预冻温度下(-30℃以下),随着预冻温度的升高,支架的孔径随之增加。
3.对冷冻诱导相分离的动力学进行了研究,通过TDGL方程的模拟,在模拟过程中引入模量反差理论,提出壳聚糖形成连续相是由于两相之间的模量反差作用。
4.采用冷冻干燥法与粒子溶出法相结合,利用两种制备方法的优势,可制备高孔隙率、不同孔径的壳聚糖支架。较之于直接冷冻干燥法,支架孔径可控,可超过100μm;孔结构为大孔里有小孔,孔孔相通的结构,这种结构更有利于细胞的粘附、增长和繁殖。
5.合成了生物降解高分子—聚乳酸,通过对聚乳酸的氨解改性,在聚乳酸的表面上处理出胺基,通过层层自组装的方法,在聚乳酸的表面上复合了天然高分子透明质酸和壳聚糖,使其表面亲水性得到了改善。在表面改性后的聚乳酸膜上进行了细胞培养,并同没有改性的聚乳酸膜进行了对比。发现改性后聚乳酸膜的细胞相容性得到了很大的改进。