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。

PCL-b-PLLA嵌段共聚物纳米纤维结构支架的制备及体外降解

以含单端羟基的聚己内酯(PCL-OH)为大分子引发剂,辛酸亚锡为催化剂,引发丙交酯(L-LA)与少许己内酯(ε-CL)的本体开环聚合;以合成的共聚物为原料,通过液-液相分离技术制备出具有纳米纤维结构的支架。核磁与GPC证明嵌段共聚物PCL27-b-P(LLA405-co-CL14)的组成和结构;DSC分析显示,共聚物PLLA链段的结晶熔融温度(Tm)与玻璃化转变温度(Tg)分别下降至171.2℃与53.4℃;SEM观察表明共聚物纳米纤维尺寸在(205±130)nm范围内。与通过固-液相分离得到的嵌段共聚物多孔结构支架相比,纳米支架的比表面积是多孔结构支架比表面积的3倍。体外降解实验显示,纳米纤维结构支架仍表现出本体水解特征,即相对分子量损失在前,质量损失在后,但纳米纤维结构支架降解2周,相对分子质量损失76.61%,降解过程中,相对分子质量分布呈双峰甚至多峰分布,核磁分析显示,共聚物中PLLA链段优先降解。

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。

PCL在PCL/PLLA复合材料中的结晶行为研究

研究了PCL(聚己内酯)在PCL/PLLA(聚左旋乳酸)共混物或共聚物中的结晶行为,结果表明:PCL与PLLA为不相容体系,共混物在80℃热熔结晶后仅出现轻微相分离,但在180℃熔融后则出现明显的相分层;共聚物由于存在化学键作用,相分离现象不明显,但PCL结晶受限比共混物更严重。基于PCL与PLLA不相容的特性,通过2种不同的方法分别制备了PCL/PLLA双层膜和叠加膜,研究发现:在双层膜中由于两膜界面处存在部分混溶,导致PCL膜形成规整的环带球晶;叠加膜由于不存在界面混溶,只能形成普通黑十字消光球晶。

PCL改性途径的研究

综述了国内外改性聚己内酯(PCL)的发展状况,从六个方面介绍了对PCL改性研究工作的进展,认为PCL只有通过改性提高性能,降低成本,才有广阔的发展前景。

温敏性PCL-PEG-PCL水凝胶的合成、表征及蛋白药物释放

考察了温敏性PCL-PEG-PCL水凝胶中聚乙二醇(PEG)及聚己内酯(PCL)不同嵌段组成对其溶胶-凝胶相转变温度以及亲水性药物(牛血清白蛋白,BSA)释放速率的影响.采用开环聚合法,以辛酸亚锡为催化剂、PEG1500/PEG1000为引发剂,与己内酯单体发生开环共聚,合成了一系列具有不同PEG和PCL嵌段长度的PCL-PEG-PCL型三嵌段共聚物.通过核磁共振氢谱及凝胶渗透色谱对其组成、结构及分子量进行了表征.共聚物的溶胶-凝胶相变温度由翻转试管法测定.利用透射电镜、核磁共振氢谱及荧光探针技术证实了该材料在水溶液中胶束的形成.以BSA为模型蛋白药物,制备载药水凝胶,利用microBCA法测定药物在释放介质中的浓度,研究其体外释放行为.实验结果表明,共聚物的溶胶-凝胶相变温度与PCL及PEG嵌段长度紧密相关,即在给定共聚物浓度情况下,固定PEG嵌段长度而增加PCL嵌段长度,会导致相变温度降低;而固定PCL嵌段长度而增加PEG嵌段长度,其相变温度相应升高.水凝胶中蛋白药物的释放速率与疏水的PCL嵌段长度无关,而与亲水的PEG嵌段长度密切相关,即PEG嵌段越长,蛋白药物释放越快.

嵌段共聚物PDMAEMA-b-PCL的合成、修饰及其水溶液性质研究

通过甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(dimethylamino ethyl methacrylate)和环己内酯(ε-caprolactone)之间的连续阴离子聚合,合成了末端含有氨基的聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-嵌段-聚己内酯的双亲性嵌段共聚物(PDMAEMA-b-PCL).为了增强生物相容性,通过末端氨基与D-葡萄糖酸内酯(D-gluconolactone)的酰胺化反应对该共聚物进行糖基修饰.合成的共聚物的化学结构用氢核磁共振光谱(1H NMR)和红外光谱(IR)进行表征,聚合物的分子量分布采用凝胶色谱(GPC)测定,该嵌段共聚物在水溶液中的自组装行为则借助于动态光散射(DLS)进行了研究.

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-PEG1000-PLLA三嵌段共聚物的红外变温研究

以左旋丙交酯(LLA)与聚乙二醇(PEG1000)开环共聚制备的HO-PLLA-PEG-PLLA-OH三嵌段共聚物为样品,采用FTIR,X-Ray,DSC等对样品的结构与性能进行了初步表征.然后以变温红外光谱法在0～185℃范围内对其温敏性谱带做了研究.结果发现,当升温至T=95℃左右时,一些吸收谱带的强度增强(如:在920cm-1,1215cm-1,1294cm-1等附近的谱带),当继续升温至T=165℃时,这些吸收谱带的强度减弱或消失,自然降温至30℃后,这些吸收谱带强度又增强,这种变化与DSC表征一致,因此应归属于结晶相关谱带.同时还观察到:在样品的冷结晶温度区域附近,756cm-1的吸收带强度,在实验条件下发生了不可逆转变.

PLLA-PEG-PLLA三嵌段共聚物的合成及性能

以萘钾和聚乙二醇形成大分子引发剂,在超声波震荡下引发L-丙交酯开环共聚,合成出不同EO/LA物质的量比的PLLA-PEG-PLLA三嵌段共聚物。利用FT-IR和1HNMR表征了三嵌段共聚物的结构。通过接触角和吸水率测试表明共聚物的亲水性是随着EO含量的增大而增强。采用DSC和POM研究共聚物的热性能和结晶形貌表明,共聚物各段熔点比各自均聚物低且有一个Tg,由于共聚物中EO/LA物质的量比的不同,表现出某段的单独结晶或两段都不结晶。因此,可通过改变嵌段含量,制备不同性能的材料,扩大聚乳酸的应用范围。

高分子量立构复合结晶的三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物

以三枝化低不饱和度聚环氧丙烷(PPO)引发D-丙交酯(D-LA)逐步开环聚合,合成了三枝化聚环氧丙烷-聚右旋乳酸(PPO-PDLA)共聚物.用辛酸亚锡Sn(Oct)2与PPO-PDLA端羟基反应进行Sn(Oct)封端,制备了三枝化PPO-PDLA-Sn(Oct)预聚物.再于130℃下,以其作为大分子引发剂与L-丙交酯(L-LA)开环聚合,合成了分子量>105的三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物.活性端基的引入,降低了聚合反应温度,从而降低了聚合中的酯交换或热降解反应发生的概率.实现了高分子量PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物的合成.结构测试结果表明,合成的嵌段共聚物具有分子结构易控及立构规整度高等特点.在结晶-熔融-再结晶重复热处理下,三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物仅发生立构复合聚乳酸结晶,且结晶能力稳定.

不同结构PEG-PCL共聚物纳米粒的制备及质量评价

为了比较聚乙二醇-聚己内酯(PEG-PCL)不同结构共聚物纳米粒的性质,采用开环聚合反应制备PCL-PEG-PCL和mPEG-b-PCL共聚物,通过FT-IR,1H-NMR和GPC进行结构确证,利用分子自组装技术分别形成了“蘑菇”结构和“刷”结构载姜黄素(CUR)纳米粒共聚物,对其性质进行了研究。结果表明:CUR以无定型态存在于纳米粒中,纳米粒形貌为球形核壳结构且分布均匀;受共聚物结构的影响,“蘑菇”结构纳米粒具有较小的平均粒径(105.71±3.20)nm、较高的载药量和包封率;PCL-PEG-PCL纳米粒表面形成了致密的PEG层,能有效防止蛋白质吸附,在体内具有良好的稳定性;“刷”结构纳米粒具有较低的临界胶束浓度(CMC)和良好的缓释性能,对HepG-2细胞增殖有较高的抑制作用。因此,研究载药纳米粒可为药物递送系统的选择以及不同结构纳米粒的临床应用提供参考。

聚三亚甲级碳酸酯增韧聚乳酸的研究

为了提高左旋聚乳酸(PLLA)的韧性,通过溶液共沉淀法制备了不同质量比(100/0、95/5、90/10、85/15和80/20)的PLLA/PTMC二元复合材料。并以二者的无规共聚物(PLT)为增容剂,向PLLA/PTMC 90/10复合物中分别添加质量分数为1%、3%和5%的PLT,对该复合材料的热力学性质、内部结构和力学性能进行了研究。结果表明:PLT的加入可以提高PLLA和PTMC的相容性,与PLLA相比,复合材料的韧性明显提高。

生物降解高分子——聚己内酯/聚氧乙烯/聚丙交酯三元共聚物水解行为的研究

以异辛酸亚锡为催化剂 ,通过聚乙二醇醚 (PEG)引发ε 己内酯和L 丙交酯开环聚合 ,制备了PCL/PEO/PLA三元共聚物 .研究了聚合物在 pH7 4磷酸缓冲溶液、37℃条件下的体外降解行为 .采用GPC、1H NMR、DSC和XRD技术研究了聚合物在水解降解过程中分子量、分子量分布、组成、吸水率、结晶性等的变化 .结果表明共聚物的吸水率随聚醚组分含量而增大 ;随水解材料的失重率增大 ,聚醚组分含量下降程度也加大 .此外研究还表明 :聚合物中丙交酯组分含量高时 ,聚合物的结晶结构主要由PLLA形成 .由于聚合物的水解降解首先发生在无定形区和结晶区边缘 ,随着共聚物的降解、结晶性的PLLA低聚物的生成 。

生物降解性高分子材料

简述了生物降解性高分子的生物降解机理,阐述了影响高分子材料生物降解的因素,重点介绍了生物降解性高分子的研究现状。

聚己内酯与左旋聚乳酸共聚物支架的细胞相容性测定及与软骨细胞体外复合的实验研究

目的:测定聚己内酯与左旋聚乳酸共聚物(poly-caprolactone-b-poly L-lactide,简称PCL-b-PLLA)支架的细胞相容性,探讨PCL-b-PLLA作为软骨组织工程支架的可行性。方法:用MTT比色法测定PCL-b-PLLA支架不同浓度浸提液与L929小鼠成纤维细胞的相容性,观察测定吸光度(A值),对支架与软骨细胞复合体行电镜观察。结果:实验组与对照组的A值相比差异无显著性意义(P>0.05),PCL-b-PLLA支架对细胞增殖无明显促进或抑制作用,不同浓度支架浸提液的细胞毒性评级均为0级,电镜显示软骨细胞完全平铺于支架的表面,细胞表面有大量微小突起和基质分泌。结论:体外复合实验显示PCL-b-PLLA支架具有良好的生物相容性,适于软骨细胞贴附生长,可作为软骨组织工程支架。

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。

纳米碳酸钙填充PLLA和PCL复合材料弯曲性能的研究

研究了纳米碳酸钙(nano-CaCO3)含量对填充聚左旋乳酸(PLLA)、聚己内酯(PCL)复合材料弯曲性能的影响及不同比例PLLA、PCL共混后的弯曲性能变化规律。结果表明:随着nano-CaCO3含量的增加,PLLA复合体系弯曲强度下降,而弯曲模量则先增大后减小;PLLA/PCL/nano-CaCO3复合体系的弯曲模量符合经典混合法则,弯曲强度随共混比的变化呈现出高度的线性规律。