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聚碳酸亚丙酯/壳聚糖纳米纤维复合三维多孔支架的构建与性能
背景:聚碳酸亚丙酯(PPC)具有良好的力学性能和生物相容性,但是也存在合成高分子的共性不足即缺乏生物活性.壳聚糖纳米纤维具有优异的生物活性,但力学性能较差,很难保持稳定的高强度三维结构.目的:将壳聚糖纳米纤维与聚碳酸亚丙酯复合,制备具有优异生物活性和良好力学性能的三维多孔组织工程支架.方法:用溶液浇铸/粒子沥滤法制备PPC多孔支架,再用相分离法原位复合三维壳聚糖纳米纤维制备聚碳酸亚丙酯,壳聚糖纳米纤维复合三维多孔支架(PPC/CSNF).用扫描电子显微镜观察PPC及PPC,CSNF多孔支架微观形态,并测定其压缩模量、孔隙率.用扫描电子显微镜观察PPC/CSNF多孔支架在新西兰大白兔大腿皮下埋植1,2个月后的细胞生长情况.结果:PPC多孔支架孔径分布为200-500 μm且孔连通性好,PPC/CSNF多孔支架中的壳聚糖纳米纤维分布均匀其直径在50～500 nm之间;各种质量浓度的支架孔隙率均为90%以上;各种支架的压缩模量随着PPC浓度的增加而增加,高可达约15 MPa;体内埋植的实验结果表明PPC/CSNF多孔支架具有良好的生物活性,可促进骨髓基质干细胞向软骨细胞分化.结果提示溶液浇铸/粒子沥滤法与低温相分离法相结合成功制备了力学性能与生物活性优异的PPC/CSNF多孔支架.该支架可促进新西兰大白兔的骨髓基质干细胞向软骨细胞分化.
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聚羟基丁酸己酸酯/聚碳酸亚丙酯共混材料作为血管组织工程支架的性能特征
目的:为改善生物材料聚羟培丁酸己酸酯(PHBHHx)的力学性能和聚碳酸亚丙酯(PPC)的可加工性,将两者共混,制备不同比例的共混材料,并对共混膜上血管平滑肌细胞的黏附和共混材料制成的管形支架的力学性能进行评价,以选出合适比例的共混材料作为血管组织工程支架.方法:实验于2006-08/2007-04在清华大学生物科学与技术系生物膜与膜生物工程国家重点实验室完成.①制备5种不同比例(PHBHHx:PPC分别为0:10,3:7,5:5,7:3,10:0)的共混材料,利用CCK-8试剂测定兔主动脉平滑肌细胞在共混膜上培养24 h后的黏附数量.②采用热致相分离和冷冻干燥法制备管形支架,通过反复浸渍和晾干,在多孔支架外层形成一层晾干的膜层.利用扫描电镜观察支架形貌、压汞仪测量孔隙率和孔径分布,利用自制装置以6.65 kPa/s的加压速度测定管形支架的破裂强度,万能材料试验机测定支架的缝合强度,以羊颈动脉为对照.结果:①兔主动脉平滑肌细胞在各种膜上培养24 h后,在5:5比例PHBHHXx/PPC共混膜和PPC膜上相对黏附量高于PHBHHXx膜(P＜0.05).②PHBHHx和共混材料均可制备成管形支架,而单纯PPC支架在制备晾干层时溶化,无法维持原形.管形支架的孔径随PPC含量的增加而增大,孔隙率提高.③支架的破裂强度与羊颈动脉相似(P＞0.05);缝合强度均强于羊颈动脉,以5:5和3:7 PHBHHx/PPC共混材料制备的管形支架的缝合强度高于PHBHHx支架.结论:①与PHBHHx相比,5:5 PHBHHx/PPC共混膜和PPC膜上兔主动脉平滑肌细胞的黏附更好.②共混材料均可以制备成管形支架,并且力学强度符合移植的要求,缝合强度以5:5和3:7的PHBHHx/PPC共混材料佳.
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聚丁二酸丁二醇酯/聚碳酸亚丙酯生物膜的制备及相关性能评价
背景:聚丁二酸丁二醇酯、聚碳酸亚丙酯是近年来发展的新型医用材料,具有良好的生物相容性、可降解性及价格低廉等优点.目的:采用静电纺丝法制备聚丁二酸丁二醇酯/聚碳酸亚丙酯生物膜,评价其理化性能、体外降解性能及对细胞增殖的影响.方法:采用静电纺丝法制备聚丁二酸丁二醇酯/聚碳酸亚丙酯生物膜:常温下称取聚丁二酸丁二醇酯、聚碳酸亚丙酯各0.9 g,溶解于10 mL三氯甲烷中,磁力搅拌,待其充分溶解后,将纺丝液加入纺丝管内,调整纺丝距离约15 cm,后开启电源将电压调至18 kV即可,扫描电镜观察其表面形态,检测其强度、接触角、吸水率及体外降解过程中的pH值和失重率.将人骨肉瘤细胞MG63与生物膜共培养7 d后,采用CCK-8检测细胞增殖.结果与结论:扫描电镜可见聚丁二酸丁二醇酯/聚碳酸亚丙酯生物膜呈均匀多孔状,孔孔交通,纤维直径约 0.88μm,平均孔径约5.68μm,孔隙率为78.3%,断裂强度平均为2.31 MPa,断裂伸长率为23.48%,接触角约为87°,吸水率为68.54%;生物膜降解过程中pH值呈缓慢降低,第12周时pH值为6.76,同时该生物膜处于均匀缓慢的降解过程中,12周时失重率为6.04%.CCK-8实验结果显示该生物膜对细胞的增殖具有一定的促进作用.表明静电纺丝聚丁二酸丁二醇酯/聚碳酸亚丙酯生物膜具有良好的理化性能,具备良好的空间维持能力、湿润性及降解性,能为骨组织再生提供充足的时间.
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替莫唑胺缓释系统的构建及体外抗胶质瘤细胞的实验研究
目的 制作一种安全有效的替莫唑胺(TM)缓释系统,使药物稳定释放,减少突释现象,减少局部使用时的神经毒性.方法 首先通过电纺丝方法制作TM/聚碳酸亚丙酯(PPC)纺丝膜,探论其制作条件,分析纤维直径、载药量和包封率等参数.然后将部分纺丝膜用海藻酸(ALG)包被,在体外观察两种膜片的药物释放速度及对C6胶质瘤细胞的抑制作用.结果 TM/PPC缓释系统仅在纺丝距离为15～ 20 cm、纺丝电压为10～ 15 kV、聚碳酸亚丙酯质量浓度为8％时可以纺出均匀平滑的纺丝膜.纺丝纤维直径约为3 μm,持续释放时间为12d.通过包被ALG,能明显减少突释的发生.两种纺丝膜在体外实验中均显示出较强的持续抑制胶质瘤细胞的能力.结论 通过电纺丝方法制作替莫唑胺缓释系统切实可行.通过包被海藻酸,可以减少突释现象,使药物释放曲线更为平缓.
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硫酸软骨素酶ABC和环磷酸腺苷缓释组织工程支架的构建
目的:制备一种可生物降解有效安全的硫酸软骨素酶ABC(ChABC)和环磷酸腺苷(cAMP)缓释组织工程支架,使药物缓慢稳定释放,降低局部应用时对神经的刺激,促进中枢神经系统损伤后神经的修复和轴突的再生.方法:应用电纺丝技术制作的含ChABC及cAMP的聚碳酸亚丙酯及壳聚糖缓释组织工程支架,分析支架直径、载药量、包封率等参数,然后以磷酸盐缓冲液为体外释药介质观察组织工程支架的药物释放速度、药物的失活率及支架的降解速度.结果:ChABC和cAMP缓释组织工程支架在聚碳酸亚内酯质量浓度为8％、电压为10～15 kV、距离为15～20 cm时可以纺出纤维直径约3μm的平滑支架,单纯聚碳酸盐内酯纤维光滑,直径均一,壳聚糖微球光滑,聚碳酸亚内酯与壳聚糖混合后电纺丝形成的支架呈串珠样结构,其能缓慢持续释放有活性ChABC和cAMP,12 d后支架降解失重率约7％.结论:应用电纺丝方法成功制备含ChABC及cAMP的聚碳酸盐内酯及壳聚糖组织工程支架,其药物稳定释放,局部应用无神经刺激,可生物降解.
