纳米左旋聚乳酸/聚己内酯复合骨髓基质源性软骨细胞修复犬膝关节软骨缺损

目的探讨纳米左旋聚乳酸/聚己内酯(纳米PLLA-b-PCL)复合骨髓基质源性软骨细胞修复犬膝关节软骨缺损的可行性。方法将纳米PLLA-b-PCL支架/骨髓基质源性软骨细胞复合物植入犬膝关节软骨缺损,其为实验组;另一组膝关节造成缺损后旷置,作为空白对照。术后12周,24周取材,行大体及组织学观察,组织学评分。结果术后12周、24周大体形态学和组织学观察均表明实验组得到较好修复,而对照组缺损未修复。结论骨髓基质细胞源性软骨细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞;纳米PLLA-b-PCL在新生软骨形成的同时,逐渐降解吸收,是组织工程修复关节软骨缺损的适宜支架材料,其具有良好的应用前景。

聚乳酸-聚己内酯/丝素蛋白三元复合纳米纤维膜支架的结构与性能

通过静电纺丝技术制备出不同质量比的聚乳酸-聚己内酯/丝素蛋白(PLA-PCL/SF)复合纳米纤维膜支架,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪对纳米纤维膜的形貌和结构进行表征,测试纤维膜的孔隙率和吸附性能。结果表明:PLA-PCL与SF这2种组分的质量比对复合纳米纤维膜的形貌有显著影响,质量比为90∶10和70∶30的纳米纤维表面分布着密集的孔洞;PLA-PCL/SF复合纳米纤维膜中SF经甲醇处理后由无定形结构转变为β-折叠结构;随着复合纳米纤维膜中SF含量的增加,纳米纤维膜的孔隙率和吸附性也逐渐降低。接触角实验和小鼠胚胎成纤维细胞(NIH-3T3)培养结果表明,SF的加入提高了纳米纤维膜的亲水性,有利于NIH-3T3细胞的黏附和增殖。

两种聚(左旋乳酸-己内酯)静电纺纳米纤维膜的性能比较

背景:聚左旋乳酸和聚己内酯各自都有其优点与缺点,而共聚或共混后性能可以得到有效的改善,但因为两者添加比例的不同会对性能有一定的影响,在不同的纺丝溶液浓度下纺出的纤维性能亦会有所差异。目的:通过对两种原料聚(左旋乳酸-己内酯)(75/25;50/50)在不同纺丝液浓度下制得的纳米纤维膜各种性能的比较,选出最佳的原料和相应的纺丝液浓度。设计、时间及地点:对比观察实验,于2007-09/2008-11在东华大学生物材料与组织工程实验室完成。材料:将聚聚(左旋乳酸-己内酯)材料在乳酸/己内酯为75/25和50/50两种比例下,在质量分数为4%,6%,8%和10%纺丝液浓度下通过静电纺丝制备纳米纤维膜。方法:扫描电镜样品经表面喷金后在10kV加速电压下观察纤维膜的形貌。在万能材料测试机测试其断裂强度和断裂伸长率。采用MTT法测试猪髋动脉内皮细胞在纳米纤维膜上的黏附与增殖情况。主要观察指标:静电纺纳米纤维膜的纤维形态、力学性能及生物相容性。结果:通过扫描电镜观察发现由质量分数为6%聚(左旋乳酸-己内酯)(50/50)制备的纤维膜具有更好的纤维形态,且直径分布均匀;拉伸力学测试显示由聚(左旋乳酸-己内酯)(50/50)制备的纤维膜比聚(左旋乳酸-己内酯)(75/25)具有更高的断裂伸长率,但断裂应力较低;细胞生物相容性实验表明猪髋动脉内皮细胞在质量分数为6%和8%聚(左旋乳酸-己内酯)(50/50)的纳米纤维膜上更能有效的黏附与增殖。结论:纺丝液质量分数为6%的聚(左旋乳酸-己内酯)(50/50)制得的纳米纤维膜各项性能较优。

人脂肪来源干细胞与左旋聚乳酸/聚己内酯支架的体内外生物相容性研究

目的观察人脂肪来源干细胞(Human adipose-derived stem cells,hADSCs)在左旋聚乳酸/聚己内酯(Poly-Llactide/Polycaprolactone,PLLA/PCL)复合支架材料中的生长情况及其生物相容性。方法体外分离、培养和扩增hADSCs,制备PLLA/PCL复合支架。取PLLA/PCL浸提液培养hADSCs,CCK-8法检测细胞活力,评价支架的细胞毒性。hADSCs传代扩增后,接种到PLLA/PCL支架材料上。体外培养1周,裸鼠皮下分别培养1周、2周,HE染色观察细胞在支架上的生长情况。免疫荧光检测裸鼠体内复合支架材料内细胞平滑肌肌动蛋白(Smooth muscle actin,SMA)表达情况。结果hADSCs在PLLA/PCL浸提液中可保持较高的增殖率,表明PLLA/PCL浸提液无细胞毒性。hADSCs接种于PLLA/PCL支架上,经体外、体内培养后,均能长入PLLA/PCL支架的孔隙内,且体内培养比体外培养有更多的细胞长入支架内部。经体内培养后,复合细胞的支架比单纯支架有更多的细胞渗入支架内部。细胞材料复合物体内培养2周后,免疫荧光检测发现,支架材料内部分细胞SMA表达阳性。结论 PLLA/PCL复合支架材料,安全无毒,与hADSCs生物相容性好,可作为种子细胞的载体用于组织工程膀胱缺损修复的研究。

聚乳酸-聚己内酯复合纳米纤维支架的制备和表征

在二氧六环/乙醇溶剂体系中,采用凝胶抽提相分离法制备了聚乳酸-聚己内酯(PLLA-PCL)复合纳米纤维支架,研究了凝胶温度、聚合物比例、聚合物浓度、致孔剂及二氧六环/乙醇(溶剂/非溶剂)比例对复合纳米纤维支架结构与性能的影响.结果表明,当凝胶温度处于-20^-10℃,PCL含量为30%~50%,非溶剂含量不超过15%,致孔剂与溶质质量比不超过20∶1时,均能得到具有类似于天然细胞外基质的纳米纤维(50~500 nm)结构的PLLA-PCL复合纤维支架.随着PCL含量的增加,复合纤维支架的弹性模量减小;PCL含量为30%时,复合支架的相容性和结晶性最好.该复合纤维支架具有良好的生物活性和一定的降解性能.

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。

左旋聚乳酸/聚己内酯/氧化锌复合材料的制备及性能

基于左旋聚乳酸(PLLA)固有低韧性的缺点,分别引入可降解且柔韧性好的聚己内酯(PCL)和刚性纳米粒子氧化锌(nano-ZnO)对其改性,通过溶液共混的方法制备了PLLA/PCL/ZnO复合材料。借助DSC、DMA考察了复合材料的热行为和粘弹性,研究发现,PCL和ZnO的引入对PLLA复合材料的玻璃化转变温度没有影响,说明复合材料是不相容体系;随着PCL、ZnO含量的增多,PLLA的熔融峰向低温偏移。拉伸实验结果表明,PLLA/2%PCL/1%ZnO组分的复合材料拉伸韧性最佳,断裂伸长率达到了35%,比纯PLLA的断裂伸长率提升了20倍。然而,相同比例的PCL和ZnO单独对PLLA改性时,断裂伸长率分别为17%和4%,说明两者协同作用的增韧效果更好。拉伸断面的观察结果表明,PCL/ZnO含量增多时PCL分散相尺寸增大、相分离显著,且ZnO粒子趋于聚集,因而导致增韧效率下降。

聚乳酸-聚己内酯组织工程纤维环支架的制备及其性能研究

目的探讨新的静电纺丝方法制备聚乳酸-聚己内酯[P(LLA-CL)]纳米纱作为组织工程纤维环支架的可行性,检测其理化性能及细胞相容性。方法在传统静电纺丝方法制备P(LLA-CL)纳米纤维支架的基础上,改用动态水流接收装置制备相同成分的纳米纱支架,并对材料的表面形态、纤维直径、孔径、孔隙率、力学性能进行评估,分离培养兔纤维环细胞种植到支架上,观察细胞在材料上的生长形态、黏附、增殖、渗透情况。结果 P(LLA-CL)纳米纤维支架表面呈致密的网状结构,纤维排列无方向性,而P(LLA-CL)纳米纱支架表面呈疏松的网状结构,纤维排列有一定的取向;纳米纤维支架的孔径为(4.57±1.87)μm,孔隙率(74.2±1.5)%,纳米纱的孔径为(38.43±15.54)μm,孔隙率(86.7±9.3)%,两者比较差异有统计学意义(P<0.05);两者的力学性能相似。扫描电镜(SEM)显示纤维环细胞在纳米纤维支架上呈多边形生长,在纳米纱支架上呈长梭形生长;CCK-8结果显示细胞在两种支架材料上的黏附均很好,细胞在纳米纱上的增殖较纳米纤维支架明显增加;HE染色提示细胞虽然只能生长在纳米纤维支架表面,但却很好地渗透到纳米纱支架内部。结论静电纺丝方法制备的P(LLA-CL)纳米纱支架具有良好的三维孔隙结构和细胞相容性,有望成为较理想的组织工程纤维环支架。

聚乳酸/聚酯酰胺复合纳米纤维膜制备及性能

通过溶液聚合和扩链方法合成了主链中含有L-丙氨酸、乙二醇、己内酯的生物可降解聚酯酰胺[P-(CL-EA-CL)],采用红外光谱、核磁共振光谱证明产物合成。将其与左旋聚乳酸(PLLA)共混静电纺丝成膜制备了PLLA/P-(CL-EA-CL)复合纳米纤维膜,探究了不同共混比和接枝比对纤维膜的影响。结果表明,加入P-(CL-EA-CL)改善了纤维膜的力学性能,同时纤维膜的亲水性也得到明显改善。当P-(CL-EA-CL)添加量为30%、接枝比例为1:4时,共混膜的拉伸强度为11.43 MPa,断裂伸长为56.21%,亲水角由纯PLLA纤维膜的138.2°减小到76.3°。在不同环境的降解实验也发现共混纤维膜具有碱性降解敏感性,细胞毒性测试进一步表征共混膜良好的生物相容性,PLLA/P-(CL-EA-CL)复合纳米纤维膜有生物组织工程领域的应用潜力。

POSS接枝己内酯对聚乳酸立构复合结晶行为的影响

为了解决聚乳酸脆性大,不易结晶等问题,改性聚乳酸的研究备受关注。多面体聚倍半硅氧烷(POSS)引发ε己内酯(εCL)开环聚合制备POSS接枝PCL(POSS-g-PCL)。采用溶液共混法将POSS-g-PCL与左旋聚乳酸(PLLA_(48k))和右旋聚乳酸(PDLA 59k)以不同比例进行共混制备三元共混物。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)证明POSS成功接枝PCL。通过差示扫描量热仪(DSC)和热台偏光显微镜(POM)分别研究POSS-g-PCL对PLLA_(48k)/PDLA 59k立构复合体的结晶行为、结晶形貌和生长速率的影响。DSC结果表明,POSS-g-PCL含量比较高时PLLA_(48k)/PDLA 59k的均聚物结晶(HC)峰弱,立构复合晶体(SC)峰强,且降温过程中的冷结晶峰面积减小;POM观察表明,共混物加入POSS-g-PCL后,POSS-g-PCL/PLLA_(48k)/PDLA 59k复合材料的成核增多,当POSS-g-PCL含量(质量分数w)为20%时,促进共混物的球晶生长效果最好。由此说明POSS-g-PCL的加入提高了PLLA_(48k)/PDLA 59k共混物的结晶能力,有助于SC晶体的形成。

静电纺丝制备改性聚乳酸纳米纤维膜的研究

目的聚乳酸(PLA)是一种具有良好生物降解性和组织相容性的医用高分子材料,在防粘连材料、组织工程支架、缓控释药物载体等领域有着广泛的应用。本文以静电纺丝法制备改性PLA纳米纤维,研究其力学性能、亲水性及降解时间的变化。方法通过聚乙二醇(PEG)、聚己内酯(PCL)对PLA进行共聚改性得到PLA的嵌段共聚物,对不同共聚物通过静电纺丝法制备纳米纤维膜,分别得到PEG-PLA纤维膜、PEG-PCL-PLA纤维膜;考察了改性PLA纳米纤维膜在玻璃化转变温度、纤维结构、亲水性、力学性能以及降解时间等方面的变化。结果根据实验数据观察,20%PEG、20%PCL改性PLA纤维较单纯PLA纤维,玻璃化转变温度降为28℃,亲水角降为90,拉伸强度降为1.85Mpa,断裂伸长率增加至194.7%,体外降解质量损失达到88.3%。结论 PEG、PCL改性PLA纳米纤维可以降低PLA纤维的玻璃化转变温度,提高其亲水性及断裂伸长率,缩短降解时间,但PEG、PCL的引入会降低纤维膜的拉伸强度。

荆芥内酯两亲性嵌段共聚物载药纳米粒的制备和表征

荆芥内酯是从中药荆芥中提取的单体化合物,采用溶剂扩散法和溶剂挥发法制备了负载荆芥内酯的聚乙二醇/聚乳酸嵌段共聚物纳米粒,运用激光光散射粒度分析仪、透射电子显微镜(TEM)表征其形态结构。还研究了投药量等对纳米粒的影响。实验结果表明,共聚物载药纳米粒的粒径为纳米级,且随着投药量、表面活性剂浓度等变化而变化,溶剂扩散法优于溶剂挥发法。

纳米蒙脱石改性聚乳酸/聚己内酯复合材料的制备与性能研究

聚乳酸/聚己内酯(PLA/PCL)是一种环境友好的生物可降解复合材料,但材料的力学性能较差限制其使用范围。文章在PLA/PCL基体中掺杂了纳米蒙脱石3(NMM)制备PLA/PCL/NMM,并使用X射线衍射仪(XRD)、动态力学性能分析仪(DMA)和热重分析仪(TG)对PLA/PCL/NMM的性能进行表征。结果表明:NMM掺杂含量3%时,复合材料具有较好的综合性能。PLA/PCL/3%NMM的拉伸强度和弹性模量分别为58.1 MPa和4.1 GPa,相比PLA/PCL提升了31.4%和41.4%。PLA/PCL/3%NMM的断裂伸长率和冲击强度分别为6.4%和48.1 J/m^(2),相比PLA/PCL提升了14.3%和15.6%;PLA/PCL/3%NMM的储能模量提升至2 380 MPa。PLA/PCL/3%NMM的T_(5%)为312℃,说明复合材料的热稳定性增强。

PLLA/聚氧乙烯/改性纳米二氧化钛复合材料制备

以左旋聚乳酸(PLLA)、聚氧乙烯(PEO)、改性纳米TiO2为原料,通过熔融共混、热压成型法制备了PLLA/PEO/改性纳米TiO2复合材料,分别采用傅立叶变换红外光谱,电子拉力试验机,广角X射线衍射仪等对改性纳米TiO2的结构及复合材料的力学性能、结晶性能进行表征,并研究了复合材料在NaOH溶液中的降解行为。结果表明,向PLLA/PEO共混物中加入质量分数为1%的改性纳米TiO2能起到增强增韧的作用,并能显著改善复合材料的结晶性能。在NaOH介质中的降解结果表明,复合材料的降解速率随改性纳米TiO2用量的增加而增大,当纳米TiO2质量分数为5%时,复合材料的降解速率最大。

左旋聚乳酸-聚己内酯-醋酸纤维素三维微-纳米复合纤维多孔支架材料的制备与生物矿化活性

3D纳米纤维多孔支架作为骨组织工程支架材料具有很好的发展前景。在无其它任何添加剂条件下,通过低温相分离方法制备了左旋聚乳酸-聚己内酯-醋酸纤维素(PCL-CA-PLLA)三维微-纳米复合纤维多孔支架材料。采用SEM分析聚合物比例、淬火时间、聚合物浓度和淬火温度等条件对纤维支架材料形貌影响。PCLCA-PLLA(1∶1∶8)的直径为(276±121)nm,该直径与细胞外基质的尺寸大小(50~500 nm)相当,孔隙率和比表面积分别为95.12%和54.18 m^(2)/g。说明PCL-CA-PLLA三维微-纳米复合纤维多孔支架材料为高孔隙率和大比表面积的三维多孔材料。与纯PLLA纤维支架材料相比,PCL-CA-PLLA三维微-纳米复合纤维多孔支架材料的机械强度有所提高,亲水性有所改善。PCL-CA-PLLA三维微-纳米复合纤维有望成为理想的组织工程支架材料。

左旋聚乳酸/聚(ε-己内酯)共混物在取向聚乙烯基底上的附生结晶行为

利用电子显微镜结合电子衍射研究了左旋聚乳酸/聚(ε-己内酯)(PLLA/PCL)共混物在取向聚乙烯(PE)基底上的结晶行为.纯PLLA在取向PE基底上能够附生结晶,主要形成分子链相互垂直的片晶结构.PCL在PE基质上也能发生附生结晶,导致两者分子链平行.PLLA/PCL共混物在取向PE基底上结晶的形态结构依赖于共混组成.在PLLA含量大于95 wt%时,PCL不影响PLLA与PE的附生结晶行为.当PCL含量增加至10 wt%时,PLLA在PE上的附生结晶行为受到了一定程度的影响.当PCL含量超过40 wt%时,PLLA在PE上的附生结晶被抑制,取而代之是PCL在PE取向基质上附生结晶,产生两者分子链平行的取向片晶.另外,在PLLA含量在50 wt%~30 wt%之间时,体系产生明显的微相分离,微相分离并不影响PCL与PE的附生结晶,在PCL的富集区仍然发生平行链附生结晶,而PLLA的富集区结构变得模糊.当PLLA含量少于20 wt%时,微相分离不明显,少量PLLA应该分散在PCL片晶间的非晶区.

丝素蛋白/聚乳酸-聚己内酯纳米纤维支架对兔腱-骨愈合影响的实验研究

目的探讨丝素蛋白(silk fibroin,SF)/聚乳酸-聚己内酯[poly(L-lactic acid-co-e-caprolactone),P(LLA-CL)]纳米纤维支架对兔腱-骨愈合的影响。方法通过静电纺丝技术制备SF/P(LLA-CL)纳米纤维支架,扫描电镜观察材料形貌;并将支架与小鼠胚胎成骨细胞前体细胞MC3T3-E1复合培养1、3、5 d,扫描电镜观察细胞黏附、增殖情况。取24只新西兰大白兔随机分为两组(n=12),对照组采用自体肌腱、实验组采用SF/P(LLACL)纤维纳米支架包裹自体肌腱建立关节外模型;术后6、12周采用组织学和生物力学测试评价腱-骨愈合情况。结果 SF/P(LLA-CL)纳米纤维支架为非取向结构,纤维直径为(219.4±66.5)nm;复合培养后,MC3T3-E1细胞在支架上生长良好,并随时间延长细胞逐渐增多。组织学观察示,术后6周两组腱-骨界面均有炎性细胞浸润,界面宽度未见明显差异;12周时实验组腱-骨界面可见新骨长入,而对照组无新骨长入。生物力学测试,术后6周,两组失效负荷及刚度比较差异均无统计学意义(P>0.05);12周时实验组失效负荷及刚度均显著高于对照组(P<0.05)。结论 SF/P(LLA-CL)纳米纤维支架具有较好的细胞相容性,能有效促进兔腱-骨愈合,为临床上ACL重建移植物的改良提供新思路。

纳米P(LLA-b-CL)与犬关节软骨细胞体外生物相容性实验研究

[目的]研究具有纳米结构二嵌段共聚物左旋聚乳酸/聚已内酯(PLLA-b-PCL)与犬关节软骨细胞的体外生物相容性,探讨其作为软骨组织工程支架的可行性。[方法]开环聚合制备PLLA-b-PCL,液-液相分离制备PLLA-b-PCL纳米支架,扫描电镜观察材料结构:分离培养犬膝关节软骨细胞,取第3代软骨细胞接种于PLLA-b-PCL膜进行复合二维培养,MTT法检测细胞毒性;通过倒置显微镜、Hoechst33342荧光法观察细胞的形态与粘附状况;另取第3代软骨细胞与纳米PLLA-b-PCL(实验组)、PLLA-b-PCL(对照组)支架材料上进行三维培养3周,扫描电镜观察软骨细胞的形态、粘附、生长状况,Hoechst33258荧光法检测复合物中细胞DNA含量、BCA法测定蛋白质含量。[结果]PLLA-b-PCL无细胞毒性,软骨细胞在纳米PLLA-b-PCL支架上粘附、增殖良好,随时间延长软骨细胞在支架材料上DNA和蛋白质含量逐渐增加,DNA和蛋白质含量均明显高于对照组(P<0.05)。[结论]PLLA-b-PCL纳米支架能为软骨细胞的生长分化提供较好的环境,具有良好的生物相容性,有望成为一种较好的软骨组织工程支架材料。

生物可降解纳米药物转运系统研究进展

纳米药物载体有延长药物作用时间、增加疗效、降低毒副作用、缓控释给药等优点。而生物可降解高分子材料因其良好的生物利用度、载药能力和控释能力以及较低的毒性而被广泛用于纳米药物。本文综述了聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)高分子化合物制备纳米粒的合成和载药方法及应用。