丝素蛋白和乳酸-己内酯共聚物纳米纤维支架构建组织工程化角膜上皮的实验研究

目的评估兔角膜缘上皮细胞在丝素蛋白(SF)和乳酸-己内酯共聚物(PLCL)复合纳米纤维薄膜上的黏附、增殖和分化情况,探讨SF-PLCL复合纳米纤维薄膜作为组织工程角膜上皮支架材料的可行性。方法利用六氟异丙醇(HFIP)作为溶剂,配制浓度为8%的SF和PLCL共混物(质量比25∶75)的纺丝溶液。通过静电纺丝技术制备纳米纤维膜。将体外培养的第一代兔角膜缘上皮细胞种植于SF-PLCL纳米纤维薄膜上进行复合培养。利用扫描电镜观察SF-PLCL纳米纤维薄膜的表面形态及细胞材料复合物的表面形貌;利用免疫荧光染色分析角膜上皮细胞标记物K3的表达情况;通过细胞活力检测观察细胞在材料上的生长分布规律。结果 SF-PLCL纳米纤维薄膜的平均纤维直径为(715±186)nm,材料具有较好的透明度。扫描电镜显示角膜缘上皮细胞在材料上保持正常上皮细胞的铺路石样形态,黏附生长良好,细胞表面布满微绒毛,细胞间紧密联接;免疫荧光染色表明角膜缘上皮细胞在材料上可分化为成熟的角膜上皮细胞。细胞活力检测证实角膜缘上皮细胞在材料上生长良好,均匀分布,形成多层层化结构。结论角膜上皮细胞与SF-PLCL纳米纤维膜的生物相容性良好,SF-PLCL纳米纤维膜是一种潜在、合适的组织工程角膜上皮支架材料。

聚乳酸和ε-己内酯共聚物生物可降解材料的体外降解研究

通过对聚乳酸和ε-己内酯共聚物(PDLLCA)的体外降解性能的相关实验研究,探讨了在降解过程中,厚度相当的不同分子量的PDLLCA之间,多孔和无孔的PDLLCA之间的黏均分子量变化,质量损失率,缓冲溶液pH值变化的关联性.实验结果显示:共聚物中ε-己内酯含量相对高的样c膜降解程度明显快于ε-己内酯含量相对低的样a膜、样b膜;黏均分子量相对较大的样b膜的降解程度明显大于黏均分子量相对较小的样a膜;多孔的PDLLCA膜降解程度明显大于无孔的PDLLCA;在降解了两周后,质量损耗还没有发生明显变化时,PDLLCA的黏均分子量已经明显降低;浸泡样品的缓冲溶液的pH值只有微小的变化,如将PDLLCA材料植入体内,使体液的pH值变化微小,就不会干扰正常的生理反应,则有利于手术后的组织恢复.

右旋聚乳酸-己内酯无规共聚物对左旋聚乳酸/聚己内酯共混物的结构调控和性能

采用熔融共混法制备左旋聚乳酸(PLLA)、聚己内酯(PCL)和右旋乳酸-己内酯无规共聚物(PDLA-r-PCL)的共混物。通过差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、X射线衍射和拉伸测试等手段探究了相容剂PDLA-r-PCL对PLLA/PCL共混物结构和性能的影响。结果表明,随着PDLA-r-PCL含量的增加,共混物中立构晶(SC)含量增加;降温过程中,α晶结晶温度由93℃提高至108℃,表明SC晶对共混体系中α晶有异相成核作用。无规共聚物PDLA-r-PCL的加入,显著改善了PLLA与PCL的相容性,且随着无规共聚物含量增加,共混物中PCL的相尺寸减小,界面模糊;与PLLA/PCL相比,淬冷和退火处理PLLA/PCL/PDLA-r-PCL共混物的断裂伸长率提高,且强度也略微提升;并且PDLA-r-PCL可有效提高退火的PLLA/PCL样品的冲击强度。

己内酯-乳酸共聚物对PLA的增强与流动改性

设计合成了完全可生物降解的己内酯-乳酸无规共聚物P(CL-co-LA)作为流动助剂提高聚乳酸(PLA)的熔体流动能力。探讨了P(CL-co-LA)的添加量对PLA的熔体流动性能、物理机械性能以及透明性的影响及机理。研究表明,当P(CL-co-LA)添加量较少时,P(CL-co-LA)与PLA基体相容性较好,可以起到内润滑的作用,同时提高了PLA的熔体流动性能和拉伸性能。当P(CL-co-LA)质量分数为1%时,PLA的熔体质量流动速率(MFR)提高了50%,拉伸强度提高了22%,密度提高了10%。

静电纺丝过程中接收板形状对聚乳酸-聚己内酯二元醇共聚物纤维序列的影响

利用静电纺丝法,将接收板设为不同模式,纺制出了不同序列的聚乳酸-聚己内酯二元醇共聚物(PCLA)纤维.主要目的是研究接收板形状对纤维序列的影响,为制备不同序列的纤维打下基础.当接收板平行放置时,随着两板间间距变大,纤维的有序性呈现变低的趋势.而当两板间间距扩大到3cm,纤维有序性却达到最高.这是由不同静电场力与纤维的不同长度共同作用的结果.将两条接收板的角度调整为60°,所得纤维的有序性明显高于平行板法纺制的纤维.说明调整平行板的角度可以改善纤维的有序性.将接收板设置为网格状,得到的纤维有互相交叉或平行的结构;将接收板掏空为中空六边形,得到了三维交叉的结构.总之,通过调节接收板形状可以获得不同序列的纤维.这些定向纤维在组织工程、偏振片等应用中具有潜在价值.

几种常用静电纺丝模板聚合物的热稳定性研究

聚乳酸(PLA)、聚乳酸-聚己内酯二元醇共聚物(PCLA)以及含苯羧基线性聚芳醚酮(PCA-PAEK)是3种常用的制备功能氧化物的模板聚合物.研究发现,利用不同聚合物模板所制备出的功能氧化物纳米材料形貌存在巨大差异,这可能与聚合物模板的热稳定性及热变化行为有密切关系.然而,目前关于这方面的研究鲜有报道.因此,利用静电纺丝法制备了PLA、PCLA、PCA-PAEK纳米纤维,并通过TGA、DSC及SEM技术对三者的热稳定性与热变化行为进行对比与分析.结果显示,PLA,PCLA和PCA-PAEK的形貌变化温度节点分别是187℃,127℃和300℃,表明3种聚合物的热稳定性由高到低为PAEK、PLA和PCLA.这将为不同形貌的功能氧化物纳米材料的制备提供理论基础.

聚乳酸基热固性聚氨酯及其形状记忆性能

通过聚乳酸二元醇和聚乳酸-聚己内酯共聚物二元醇与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体交联反应合成了一系列生物基热固性聚氨酯(Bio-PUs)。利用傅里叶红外(FTIR)、差示扫描量热分析(DSC)、热失重分析(TGA)、万能拉伸机和细胞毒性等测试方法对获得的聚乳酸基聚氨酯进行了表征。结果表明,与聚乳酸二元醇相比,聚乳酸-聚己内酯共聚物二元醇降低了生物基热固性聚氨酯的玻璃化温度(Tg),提高了热固性聚氨酯的热稳定性;且聚乳酸-聚己内酯型聚氨酯的力学性能和形状记忆性能更为优异。其中,聚乳酸-聚己内酯共聚物二元醇分子量为3 000时得到的热固性聚氨酯(Bio-PU2-3000)的杨氏模量为277.7 MPa,伸长率为230%;聚乳酸-聚己内酯共聚物二元醇分子量为1 000得到的热固性聚氨酯(Bio-PU2-1000)在人体体温下的形变回复时间仅为93 s。另外,通过显微镜观察到细胞在含聚乳酸基热固性聚氨酯的培养液中生长状态良好,表明制备得到的生物基聚氨酯无细胞毒性。

利用Collagen/PLCL复合纳米纤维电纺膜构建组织工程化气管补片的初步研究

目的初步探讨以胶原/聚左旋乳酸-己内酯共聚物(Collagen/PLCL)复合纳米纤维电纺膜作为支架材料复合肋软骨细胞构建组织工程化气管补片的可行性。方法分离及培养2月龄新西兰兔肋软骨细胞,取第二代肋软骨细胞种植于Collagen/PLCL复合纳米纤维电纺膜,并进行扫描电镜观察,然后利用"三明治"法构建成细胞材料复合物,体外培养4周再植入裸鼠背部皮下,4周后取出进行大体观察、组织学染色以及Ⅱ型胶原免疫组织化学检测以评价组织成软骨效果。结果扫描电镜显示肋软骨细胞在该材料上黏附生长良好,细胞材料复合物在体内培养4周后已形成类软骨样组织,组织学检查HE染色可见有大量软骨陷窝形成,甲苯胺蓝、番红O染色可见有大量软骨基质分泌,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阳性表达提示该组织含有软骨组织特有的Ⅱ型胶原。结论 Collagen/PLCL复合纳米纤维电纺膜对于兔肋软骨细胞具有良好的生物相容性,复合肋软骨细胞形成的组织工程化软骨类似于正常透明软骨组织,适合于构建组织工程化气管补片。