PLLA/β-TCP支架表面多孔结构的构建及其对细胞黏附的影响

目的通过NaOH溶液的简单处理构建3D打印PLLA/β-TCP骨组织工程支架表面多孔结构,增加支架的粗糙度和亲水性,促进支架表面的细胞黏附。方法通过3D打印熔融沉积成型技术制备PLLA/β-TCP网状支架,并通过NaOH蚀刻的方法进行支架的粗糙化改性,依据支架表面微观形貌、能谱、接触角、力学、细胞黏附等观察NaOH浓度、时间两项反应参数对支架的影响。结果通过熔融沉积成型技术制备的PLLA/β-TCP复合支架存在预先设置的网状结构;经NaOH蚀刻构建了兼有宏观和微观空隙的多孔形态。NaOH浓度、时间中任意一种参数的增加都会导致支架表面微观孔隙的孔径、孔密度增加。NaOH处理参数为0.1 mol/L(9 h)时,可显著减小支架表面水接触角,且对支架的压缩强度无显著影响。体外细胞检测显示,经NaOH蚀刻后的表面多孔复合支架在骨髓间充质干细胞(BMSCs)的黏附增殖上更具优势。结论用NaOH处理3D打印PLLA/β-TCP骨组织工程支架可有效改善支架表面形态,优化该类支架的亲水性及细胞黏附。

电纺PLLA/PCL复合纤维及其性能研究综合实验设计

电纺左旋聚乳酸(PLLA)/聚己内酯(PCL)复合纤维综合实验的设计是教研结合初探的产物。该文通过静电纺丝法制备了PLLA/PCL复合纤维,对纤维的形貌、化学结构、结晶和体外降解性能进行了一系列表征测试及胆管上皮细胞的相容性实验,讨论了组分配比对复合纤维形貌和结晶性能的影响,分析了复合纤维的降解趋势。细胞相容性实验证实了PLLA/PCL复合纤维适合胆管上皮细胞的生长,并初步探讨了PLLA/PCL复合纤维在组织工程人工胆管支架材料领域的应用前景。该综合实验可以培养学生的创新意识,激发学生的科研兴趣,提升学生的科学研究和实践能力。

红外成像研究PLLA/N-CQDs复合薄膜的结晶性能

将水热法制得的氮掺杂碳量子点(N-CQDs)加入聚乳酸(PLLA)基质中,以溶剂浇铸法制备了PLLA/N-CQDs复合薄膜,并通过红外成像分析了N-CQDs的加入对PLLA结晶性能的影响。结果显示,加入N-CQDs可以显著提高PLLA的结晶性能。

电纺丝PLLA/HA复合纤维支架的制备及体外降解性能研究

随着组织工程和支架材料的技术发展,复合支架材料的制备成为当前研究的热点。本研究通过静电纺丝法制备了左旋聚乳酸/羟基磷灰石(PLLA/HA)复合纳米纤维膜,对纤维膜的结构形态进行分析,并研究其在与人体环境相近的磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4,37℃)中浸泡不同时间的体外降解过程。结果表明:HA纳米粒子与PLLA基体间存在化学键合,纳米粒子使纤维直径增大且表面粗糙程度增加,HA的引入抑制了PLLA降解过程中的自催化作用,减缓了PLLA的降解速度,复合纤维体系降解液的pH值在降解后期呈缓慢上升趋势。

CPP/PLLA单向纤维骨内固定复合材料制备和性能

研制出高强度、高模量完全降解吸收性CPP/PLLA单向纤维骨内固定复合材料,并测试了该材料的物理力学性能及降解性能。结果表明:随着纤维体积分数Vf的提高,复合材料力学性能增大,Vf=0.42时,弯曲强度为347 MPa,弯曲模量为22 GPa,抗压强度178 MPa,剪切强度85 MPa,高于人体皮质骨的力学性能;在模拟体液Ringer’s降解介质中降解15周,弯曲强度为154MPa,弯曲模量为6GPa,因此,CPP/PLLA单向纤维复合材料可用作松质骨或部分皮质骨的骨内固定材料。

超临界流体技术构建壳聚糖纳米粒/PLLA-PEG-PLLA复合微粒及其表征

利用离子凝胶法和超临界强制分散悬浮液(Sp EDS)技术制备具有核壳型结构的壳聚糖纳米粒(CS NPs)/聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物(PLLA-PEG-PLLA)复合微粒,考察和优化了壳聚糖纳米粒和复合微粒的制备条件,并对二者的理化性质和细胞毒性进行研究。结果表明,壳聚糖纳米粒的制备优化条件为壳聚糖浓度2mg·ml-1、p H 5.0、三聚磷酸钠浓度1 mg·ml-1。溶剂/非溶剂比为复合微粒粒径的显著影响因素,复合微粒的制备优化条件为油相浓度5 mg·ml-1、水油比0.75:10.00、溶液流速2 ml·min-1、溶剂/非溶剂比0.5:1.0。优化条件制得的复合微粒粒径为323.7 nm,透射电镜(TEM)显示其具有核壳型结构。理化表征结果显示壳聚糖与三聚磷酸钠发生作用,但制备工艺前后材料官能团未发生明显变化,而且复合微粒中PLLA-PEG-PLLA晶型更加均匀;不同浓度组的CS NPs/PLLA-PEG-PLLA复合微粒(0.25、0.50和1.00-g·ml-1)的细胞相对增殖率分别为105.3%、101.9%和100.9%,细胞毒性分级为0级,表明具有核壳结构的CS NPs/PLLA-PEG-PLLA复合微粒生物相容性良好,有望进一步应用于共载基因和抗癌药物的抗癌活性研究。

新型聚乳酸/β-磷酸三钙(PLLA/β-TCP)多孔支架材料的性能研究

选择含有70%β-磷酸三钙加入聚乳酸中,致孔剂含量为70%(质量分数),制作成孔径为200～400μm的复合多孔支架材料,将其压成直径为5 mm、高为5 mm的圆柱体形状。将大鼠的骨髓间充质干细胞(BMSCs,Bone Mesenchymal Stem Cells)经过体外分离培养、传代诱导后,与多孔聚乳酸/β-磷酸三钙支架材料在培养板内共同培养1、3、5、7、10、14 d。采用扫描电镜观察、MTT法及ALP检测试剂盒等方法检测BMSCs在材料表面的粘附、增殖和分化能力。检测结果显示:BMSCs能在该支架材料表面早期粘附和增殖,在体外共同培养时BMSCs大量增殖后维持其碱性磷酸酶活性。此种方法制造的多孔聚乳酸/β-磷酸三钙复合支架材料有望成为组织工程骨支架材料。

超临界流体技术制备辛伐他汀/PLLA-PEG缓释复合微球

采用超临界流体(SCF)技术制备具有缓释效果的辛伐他汀/左旋聚乳酸(PLLA)-聚乙二醇(PEG)复合微球,以载药量和粒径为指标考察了结晶压力、结晶温度以及辅料浓度等操作参数对复合微球的影响。由单因素实验得到较优工艺条件为:结晶压力12 MPa,结晶温度45℃,PEG浓度6 mg?mL?1。在此工艺条件下制备得到的复合微球载药量为12.65%,粒径为6.24μm;通过红外(IR)、差示扫描量热法(DSC)以及扫描电镜(SEM)分析表明辛伐他汀可能与PLLA形成氢键结合,并以无定型形式复合于微球中;PEG均匀复合于微球骨架中。体外溶出实验表明辛伐他汀/PLLA-PEG缓释微球具有良好的缓释效果。实验结果表明,采用SCF技术可制备得到辛伐他汀/PLLA-PEG缓释微球,添加适量PEG可有效增加载药量,提高药物溶出速率。

盐酸乌拉地尔PLLA微球的制备及性能研究

采用溶剂挥发法制备盐酸乌拉地尔PLLA微球并通过SEM对其结构进行了表征,同时对微球的包封率和药物释放进行了测试。通过有机相加入乙醇或外水相加入盐的方法可以提高微球对药物的包封率。结果表明,当无水乙醇与三氯甲烷的比为1:2时,制得的微球包封率最高,达到30.52%。外水相中加入盐类电解质的方法也能提高药物的包封率。盐的加入使得盐酸乌拉地尔在外水相的溶解度降低,减少了药物向外水相的泄漏,从而提高了药物的包封率。其中KCl的加入对药物包封率的影响最大。当KCl浓度达到0.4%(mol)时,微球的包封率最高,达到35.52%。体外药物释放结果表明,PLLA微球具有明显的缓释作用,其释药动力学满足Higuchi方程。

电纺PLLA/PVP纳米纤维膜材料用于血管组织工程的前期研究

目的:研究静电纺丝在血管组织工程中的应用。方法:利用静电纺丝技术制备不同质量分数的聚乳酸(PLLA)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)电纺丝膜,并通过差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)观察、接触角测试(CA)和力学性能分析进行材料学表征。在不同的电纺丝膜上种植血管平滑肌细胞(VSMCs),并分别在2、4、6 d取样进行SEM、激光共聚焦显微镜(LCMS)观察,以检测VSMCs在材料上铺展的形貌和分布情况。经MTT测试,以了解材料对VSMCs增殖的影响,用血小板黏附实验测试材料的血液相容性。结果:混入PVP的PLLA电纺丝膜具有良好的表面结构,亲水性显著提高,且随着PVP含量的增多PLLA电纺丝膜的亲水性增高,但对力学性能影响不明显。细胞实验结果表明:混有PVP的PLLA电纺丝膜利于VSMCs的黏附生长,具有良好的细胞相容性和血液相容性。结论:成功地将PVP和PLLA进行了静电纺丝,该材料具有良好的细胞相容性和血液相容性,其在血管组织工程应用中具有广阔的前景。

PLLA微球的制备工艺研究

目的采用溶剂蒸发法制备聚乳酸(PLLA)微球。方法通过正交实验设计优化PLLA微球制备工艺考察了搅拌速度、PVA浓度、PLLA浓度、N2流速、针头直径对评价指标(即微球形态、粒径大小、粒径分布、分散性)的影响,确定制备不同粒径微球的最佳工艺条件。结果采扫描电子显微镜观察微球的外观形态,微球平均粒径为20μm且粒径分布集中。5因素对评价指标影响的主次顺序分别为:搅拌速度、PVA浓度、N2流速、PLLA浓度、针头直径。结论该经优化制备的PLLA微球分散性和成球性好,为下一步载药微球的制备提供了基础。

成骨诱导的大鼠骨髓间充质干细胞与不同比例的β-TCP/PLLA支架材料复合的研究

种子细胞、支架材料及二者的相互作用是骨组织工程需要解决的三大问题。骨髓间充质干细胞(Mesenchym al stem cells,MSCs)是一种很有潜力的种子细胞,但挑选什么样的MSCs作为种子细胞目前研究尚少;而材料方面,研制力学性能和生物相容性均好的可降解多孔支架材料一直是研究者努力的方向。为了挑选处于最佳时期的种子细胞以及最适比例的β- TCP/PL L A多孔支架材料,我们观察并检测了大鼠MSCs(r MSCs)成骨诱导后不同时期细胞的形态及功能,发现r MSCs成骨诱导后10 d左右开始进入增殖期,14 d左右进入基质合成期,2 0 d左右进入矿化结节期(但三者不是截然分开的) ,从而根据实验目的挑选出能作为骨组织工程用的最佳细胞。将该时期的种子细胞与不同比例的β- TCP/PL L A多孔支架材料复合后,通过荧光显微镜、扫描电镜以及MTT等方法初步比较了不同比例的材料对细胞生长状况的影响,结果显示不同比例的材料均具有一定的生物相容性,细胞生长良好。但以β- TCP/PL L A=2∶1的材料最好,对细胞的生长影响最小。

SF/COL/PLCL和SF/COL/PLLA静电纺丝三维纳米纤维支架材料的性能研究

以具有良好生物相容性、生物可降解性的聚乳酸-聚己内酯(PLCL)和聚左旋乳酸(PLLA)为原料,通过静电纺丝法,以70∶30为质量比的SF/COL分别和聚左旋乳酸、聚左旋乳酸-己内酯共混制备不同质量比的纳米纤维支架材料。采用X射线衍射、热重分析等方法对复合材料的理化性能进行表征并对其交联前后的性能进行探讨和比较。结果表明,SF/COL与高分子聚合物复合后其分子结构和热稳定性变化不明显,交联后复合纳米纤维支架β化程度、结晶度和热稳定性较交联前均有所增加,能形成稳定的分子构象,热稳定性有所提高,在组织工程中可为特定细胞提供结构支持,有望成为一种新型的组织工程支架材料。

有机金属钯化合物对左旋聚乳酸(PLLA)结晶过程的影响研究

为寻找新型PLLA高温结晶成核剂,选取了氯化钯,双（三苯基膦）二氯化钯（Ⅱ）和1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯等三种金属钯化合物加入左旋聚乳酸（PLLA）中,通过熔融共混制备了不同质量分数的PLLA/金属钯化合物共混物样品,采用差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（POM）和X射线衍射（XRD）,研究了有机金属钯化合物对PLLA结晶过程和晶体结构的影响.结果表明：双（三苯基膦）二氯化钯（Ⅱ）、氯化钯对PLLA的结晶过程具有阻碍作用,而1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯对PLLA结晶具有促进作用.在降温结晶过程中,当1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯添加量为0.8％时,相对应的结晶峰值温度（Tc）从103.92℃升到126.57℃,结晶焓（△Hc）从31.52 J/g增加到52.82 J/g.考察了加入1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯后PLLA的等温结晶过程,采用Avrami方程计算出其n值在3～4之间,并通过POM和XRD测试表明其结晶形态属于三维生长的球晶,加入1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯后,PLLA晶体生长方式、晶体结构和晶型没有改变.研究结果表明：1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯可以作为一种新型PLLA结晶成核剂,但其成核机理有待于更进一步研究.

可注射PLLA-mPEG水凝胶的制备及性能研究

采用先核后臂方法,以季戊四醇引发丙交酯开环聚合制备了星型聚乳酸（PLLA）,将末端羧基化的星型PLLA与聚乙二醇单甲醚（mPEG）反应,合成了一系列星型PLLA-mPEG共聚物。通过1H-NMR和GPC对其组成、结构及分子量进行了表征。采用试管翻转法得到了PLLA-mPEG共聚物水溶液的相转变温度,相变范围在20~66℃。水凝胶相变温度与mPEG分子量有很大关系,当mPEG分子量为350时,共聚物的相变范围为20~45℃。随着mPEG分子量增大水凝胶相变温度逐渐提高。利用激光粒度分析和染料探针方法证实了共聚物先自组装形成胶束,然后聚集使sol-gel发生相转变,疏水作用力是相变内在的驱动力。体外药物释放结果表明,星型PLLA-mPEG水凝胶对所包载的盐酸乌拉地尔具有明显的缓释作用,释药动力学满足一级动力学模型。

PLLA／CPC复合支架增强结构设计及制备

为制备用于负重部位骨缺损修复的人工植入体,提出了一种复合增强结构人工骨设计及制备方案,该方案 采用聚左旋乳酸支架(PLLA)为增强结构,以自凝固磷酸钙骨水泥(CPC)为复合填充材料,制备了复合增强结构人 工骨。研究了PLLA的棒材力学性能、支架设计和制作及其不同增强结构形式对人工骨力学性能的影响。力学试 验结果表明,所制作的人工骨有效提高了承载能力,并且该复合结构能有效弥补金属骨无法降解的缺陷。

静电纺SF/COL/PLLA和SF/COL/PLCL三维纳米纤维支架化学结构和浸润性对比研究

采用静电纺丝法,以丝素(SF)、胶原(COL)混合聚左旋乳酸(PLLA)和聚(左旋乳酸-己内酯)(PLCL),制备不同质量配比的SF/COL/PLLA和SF/COL/PLCL三维纳米纤维支架材料,采用傅里叶红外光谱(FTIR)分析高分子聚合物对丝素、胶原结构的影响,测量接触角以检测其亲水性能。结果表明:高分子聚合物破坏丝素胶原之间形成的氢键,使以β折叠结构为主的SF变为以无规卷曲和α螺旋结构为主;当SF/COL与高聚物质量比为70∶30时,接触角θ<90°,液体对三维纳米纤维支架材料的润湿性较好,且SF/COL/PLCL的亲水性比SF/COL/PLLA的亲水性更优。

RGD功能化HA/PLLA多孔复合材料的制备和表征

通过碳二亚胺法将精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)接枝到羟基磷灰石(HA)颗粒表面,增强HA颗粒识别细胞的功能,然后将其均匀地分布于左旋聚乳酸(PLLA)中制备多孔复合材料,分别用XPS和SEM等对HA颗粒和多孔复合材料进行了表征。结果表明:RGD成功地接枝到了HA颗粒表面,多孔复合材料中RGD功能化的HA颗粒是纳米尺寸的,且分布均匀;RGD功能化HA/PLLA多孔复合材料的细胞粘附率从普通HA/PLLA多孔复合材料的37.21%提高到了69.11%。

激光熔融静电纺丝法制备PLLA/PCL/nHA复合纤维支架及细胞相容性评价

利用激光熔融静电纺丝技术制备了PLLA/PCL及PLLA/PCL/nHA复合纤维,热压后形成层压复合纤维支架。利用扫描电镜对纤维支架进行了表征,同时对其进行了亲水性的测试,最后通过倒置荧光显微镜和MTT实验对复合纤维支架的细胞相容性进行了评价。研究结果表明,层压复合纤维支架的直径和孔结构具有多样性,nHA能够提高PLLA/PCL层压纤维支架的亲水性,改善支架的细胞相容性,增加细胞的附着能力,提高细胞的存活率。

PLLA-PTX微粒的缓释及对人卵巢癌SKOV3细胞的抑瘤作用

目的证明聚左旋乳酸-紫杉醇(PLLA-PTX)微粒影响SKOV3细胞增殖和凋亡的有效性;探讨生物降级高分子材料聚左旋乳酸(PLLA)对所担载抗肿瘤药物紫杉醇(PTX)的缓释作用。方法实验分为PLLA-PTX微粒组、PTX组和空白对照组。MTT比色法检测细胞的增殖情况;倒置显微镜观察细胞形态学变化;FCM技术进行细胞凋亡及周期分析;TUNEL检测、定位凋亡细胞。结果PLLA-PTX微粒能有效的抑制SKOV3细胞的增殖,具剂量和时间依赖性。其抑瘤作用明显优于裸露的PTX,随时间的延长,优势不断增大。PLLA-PTX微粒的最佳实验浓度为0.05μmol/L。倒置显微镜下,PLLA-PTX微粒组和PTX组培养液中漂浮大量体积变圆的细胞和颗粒状无定形碎片,随时间的延长,PLLA-PTX微粒组更明显。PLLA-PTX微粒组和PTX组肿瘤细胞凋亡率均高于对照组(P<0.05)。随时间的延长,PLLA-PTX微粒提高细胞凋亡率、增加G2/M期细胞比例的优势大于PTX组。TUNEL可以准确定位PLLA-PTX微粒作用后正在凋亡的细胞,同时出现了两种独特细胞:病理性核分裂象细胞和多微核细胞。结论PLLA-PTX微粒具有较强的细胞毒作用及明显的缓释作用,可以维持较长时间的有效浓度,持续抑制SKOV3细胞的增殖。