多孔钛合金支架结构设计及其抗压强度分析

设计了5种不同孔隙结构的钛合金支架模型,利用金属3D打印技术完成了多孔钛合金支架实物模型的制造,并对设计和制造的多孔钛合金支架的微观孔隙特征及力学性能进行观测.结果表明:多孔钛合金支架微观结构的设计特征与制造特性存在一定的差异,但在可控范围以内;在相近孔隙率和相同支杆截面尺寸的条件下,不同单元体形成的三维孔隙结构对支架抗压强度的影响十分显著;倒V型结构支架的抗压强度与支杆的夹角和长度密切相关,其理论分析结果与实验结果一致.     

纤维基组织工程心脏瓣膜支架研究进展

心脏瓣膜损坏或缺陷所导致的疾病已成为危害人类健康的主要疾病之一.由纤维材料成型技术制备的组织工程支架具有良好的可设计性和较好的力学和生物性能,逐渐成为组织工程心脏瓣膜支架的主要制备方法.全文重点介绍了纤维基组织工程心脏瓣膜支架的研究进展,对采用针织、非织造以及静电纺丝制备技术得到的微纳米纤维基支架的各自特点进行了对比分析,由此表明具有优良生物相容性和可控力学性能的三维多孔纳米纤维基支架将是组织工程心脏瓣膜支架的发展方向.     

基于挤出沉积成形技术的多孔生物支架制备

利用精密挤出沉积自由成形技术制备骨组织工程用羟基磷灰石多孔生物支架,探讨工艺参数对支架孔洞成形的影响,评价支架的力学性能并分析影响强度的微观因素.结果表明：通过调整工艺参数,采用挤出沉积工艺可制备出具有可控结构、良好连通性的生物支架;支架具有良好的力学性能,经过微波烧结处理后,孔隙率为56.2%的支架平均抗压强度为45.2MPa,致密化程度与晶粒尺寸是影响支架强度的主要微观因素.同时,该结构的支架能够为细胞的分化与新生组织的生长提供持续的强度支持,满足组织工程支架结构与力学性能要求.     

天然丝素制备三维多孔支架

研究盐沥滤法制备三维多孔丝素支架,在丝素多孔支架上培养人成骨肉瘤细胞、成纤维细胞及肝细胞.研究材料的细胞相容性,发现多种动物细胞在盐沥滤法所制备的丝素多孔支架材料上能够很好地黏附和增殖.通过调整丝素水溶液的浓度、溶解丝素溶剂体系、NaCl添加量和NaCl粒径,制备出结构和性质可以调控的三维支架.该结果为丝素多孔支架材料的制备提供了新的研究思路和方法.     

CPP/PLLA软骨组织工程支架复合材料降解性能研究

采用溶媒浇铸/粒子滤取技术与气体发泡相结合的方法制备出CPP/PLLA软骨组织工程支架复合材料,测试了该支架复合材料的物理力学性能和降解性能.研究结果表明,CPP/PLLA软骨组织工程支架复合材料具有适宜的孔隙率,良好的降解性能和物理力学性能,以及三维连通、微孔、网状微观结构.因此,该复合材料有望成为软骨组织工程支架材料之一.     

壳聚糖多孔支架的制备与生物学性质

用一种蛋白改性壳聚糖,通过冷冻干燥方法制备三维多孔支架,对支架材料的细胞毒性、贴壁率和细胞增殖等生物学特性进行评价.结果显示,采用-20,-70,-196 ℃不同温度预冻后冻干,可以制成孔结构不同的支架材料.通过冻干法制备的蛋白改性壳聚糖多孔支架对细胞没有毒性,L929细胞和人成纤维细胞可以在支架表面和内部正常生长和增殖,角质细胞在材料表面可以正常老化、角质化.     

可降解高分子材料在心血管领域的研究与展望

细胞外基质材料的研究是组织工程中一个十分重要的环节 ,因此较系统地介绍了用于组织工程中的几种生物可降解高分子支架材料和三维多孔可降解组织工程支架材料的制备技术及发展 ,并指出了各自的优缺点 .同时结合这些材料综述了血管组织工程和心脏瓣膜组织工程的研究现状 ,以及对未来研究的展望     

改进溶剂浇铸/粒子沥滤法制备聚ε-己内酯组织工程支架

对经典的溶剂浇铸／粒子沥滤法进行适当改进，结合致孔剂直接黏结工艺制备三维多孔聚ε-己内酯（PCL）组织工程支架材料.以氯化钠为致孔剂，利用预成型-真空浇铸-脱溶荆工艺制得支架材料．对支架的微结构、孔径、孔隙率和亲水性等性能进行表征．结果表明，黏结工艺中加入水量在2％～8％时都可形成均匀多孔黏结结构，且支架孔隙率几乎不变；支架孔径基本分布在10～80μm；孔隙率可达（89±1）％；采用抽真空与加热相结合的脱溶荆工艺可以提高孔隙率．制得的PCL支架厚度2〉5mm且为三维高孔隙率海绵体结构，可适用于软组织工程的修复．     

CPP/PLLA软骨组织工程支架复合材料制备及其性能表征

采用溶媒浇铸/粒子滤取技术与气体发泡相结合的方法制备了三维、连通、微孔网状结构的CPP/PLLA软骨组织工程支架复合材料.测试了CPP/PLLA软骨组织工程支架复合材料的物理、力学性能并借助扫描电镜对其微结构进行了观察.结果表明,支架复合材料的初始物理、力学性能和微结构满足软骨组织工程对其支架材料的要求.     

3D打印工艺参数对组织工程支架微观结构的影响研究

挤出式3D打印是制备组织工程支架的重要技术手段之一.一个性能良好的组织工程支架必须具备小孔隙、高孔隙率的内部微观结构.针对挤出式3D打印支架成形动态过程,建立了打印材料成形过程热-力耦合动力学模型,并通过数值模拟研究了主要打印工艺参数对支架成形的孔隙尺寸、材料重熔特性的影响.结果表明,支架的孔隙尺寸随打印时间间隔和材料粘度的增大而增大,但随基板温度的升高而降低;支架重熔度与孔隙尺寸变化趋势相反;其中材料粘度的变化对成形支架的孔隙尺寸和重熔度的影响最为明显.     

聚乙烯醇及改性聚乙烯醇/明胶多孔支架的体外生物相容性研究

以吐温80为发泡剂,采用乳化发泡/冷冻—解冻法制备多孔的聚乙烯醇(PVA)和改性聚乙烯醇/明胶(PVA/Gel)支架材料,用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行观察,并通过体外细胞培养对支架的生物相容性进行评价.实验结果表明,用该方法制备的多孔支架具有良好的贯通性,且PVA/Gel支架贯通性高于PVA支架;细胞结果显示,乳化发泡法制备的多孔支架对细胞的黏附、增殖和形貌无不良影响;荧光染色结果表明,PVA/Gel支架由于引入了大量氨基,使得细胞的黏附力优于PVA支架,具有更好的生物相容性.     

Preparation of PLGA-collagen hybrid scaffolds with controlled pore structures for cartilage tissue engineering

Scaffolds used for cartilage tissue engineering should have high mechanical strength and well-controlled pore structure to provide suitable microenvironments for functional tissue regeneration. In this study, hybrid scaffolds which had open and interconnected pore structure and high mechanical property were prepared by hybridization of PLGA mesh and collagen using ice particulates as porogen templates. Embossing ice particulates template was used to form open pore structures on the scaffold surfaces. Free ice particulates were used to generate interconnected bulk pores in the scaffolds. Hybridization with PLGA mesh provided the scaffolds with high mechanical property. Bovine articular chondrocytes were cultured in the hybrid scaffolds. The unique pore structures facilitated the homogeneous distribution of chondrocytes and cartilaginous matrices throughout the scaffolds. Subcutaneous implantation demonstrated cartilage-like tissue regeneration. The hybrid scaffolds should have a high potential for cartilage tissue engineering.     

骨组织工程聚左旋乳酸多孔框架快速成形研究

为制备用于骨组织工程的细胞载体框架结构 ,对快速成形技术制备聚左旋乳酸多孔框架结构的若干基础问题进行了研究。提出了聚左旋乳酸快速成形的精密挤出成形工艺 ,研究了此工艺制备多孔框架结构的设备与工艺过程 ,分析了制备的多孔框架结构应用于组织工程人工骨的可行性。制备的多孔框架结构具有合适的分子量、孔隙结构、孔隙率、机械强度和生物降解性能 ,可以用作骨组织工程的组织再生框架结构     

Dexamethasone-Loaded PLGA Microspheres Incorporated PLLA/PLGA/PCL Composite Scaffold for Bone Tissue Engineering

The combination of micro-carriers and polymer scaffolds as promising bone grafts have attracted considerable interest in recent decades.The poly(L-lactic acid)/poly(lactic-co-glycolic acid)/polycaprolactone(PLLA/PLGA/PCL)composite scaffold with porous structure was fabricated by thermally induced phase separation(TIPS).Dexamethasone(DEX)was incorporated into PLGA microspheres and then loaded on the PLLA/PLGA/PCL scaffoldtopreparethedesiredcompositescaffold.The physicochemical properties of the prepared composite scaffold were characterized.The morphology of rat bone marrow mesenchymal stem cells(BMSCs)grown on scaffolds was observed using scanning electron microscope(SEM)and fluorescence microscope.The resultsshowedthatthePLLA/PLGA/PCLscaffoldhad interconnected macropores and biomimetic nanofibrous structure.In addition,DEX can be released from scaffold in a sustained manner.More importantly,DEX loaded composite scaffold can effectively support the proliferation of BMSCs as indicated by fluorescence observation and cell proliferation assay.The results suggested that the prepared PLLA/PLGA/PCL composite scaffold incorporating drug-loaded PLGA microspheres could hold great potential for bone tissue engineering applications.     

Preparation and evaluation of biomimetric nano-hydroxyapatite-based composite scaffolds for bone-tissue engineering

In the present study,novel biomimetic composite scaffolds with a composition similar to that of natural bone were prepared,using nano-hydroxyapatite,collagen,and phosphatidylserine.The scaffolds possess an interconnected porous structure with a porosity of 84%.The pore size ranges from several micrometers up to about 400 m.In-vitro studies in simulated body fluids showed that the morphologies of the products derived from mineralization can be regulated by the extracellular matrix components of the scaffolds;this in turn leads to creation of a large number of hydroxyapatite crystals on the scaffold surface.The regulatory properties of collagen and phosphatidylserine also influenced the cell response to the composite scaffolds.MC3T3-E1 cells attached and spread on the surfaces of the materials and interacted with the substrates;this may be the result of charged groups on the composite materials.Radiological analysis suggested that calluses and bone bridges formed in defects within 12 weeks.These composite scaffolds may therefore be a suitable replacement in bone-tissue engineering.     

3D打印制备HA/PCL复合材料组织工程支架的研究

应用熔融沉积成型技术（FDM）制备羟基磷灰石（HA）/聚己内酯（PCL）组织工程支架,探讨其内部结构和力学性能。以羟基磷灰石和聚己内酯为原料,采用熔融共混技术分别制备HA质量分数为20%的nano-HA/PCL和micro-HA/PCL复合材料,使用自主研发的熔体微分FDM 3D打印机制备HA/PCL复合材料组织工程支架。通过显微镜观察发现,所制备的nano-HA/PCL和micro-HA/PCL组织工程支架具有均匀分布且相互连通的近似矩形的孔隙。nano-HA/PCL和micro-HA/PCL组织工程支架的断面图分析结果表明,nano-HA/PCL组织工程支架中HA粒子分布均匀,而micro-HA/PCL组织工程支架中HA粒子发生了团聚,导致nano-HA/PCL组织工程支架的拉伸强度和弯曲强度均高于micro-HA/PCL组织工程支架。因此,利用熔体微分FDM 3D打印机打印生物活性nano-HA/PCL复合材料组织工程支架在骨组织工程中具有潜在的应用前景。     

可降解聚醚酯弹性体PTCG的合成及初步生物学评价

用熔融缩聚法合成聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯-b-聚乙二醇(PTCG)聚醚酯弹性体.按照ISO 10993标准,采用L929小鼠成纤细胞对其进行体外细胞毒性测试;以狗的血管平滑肌细胞 (SMCs)为模板细胞,测试细胞在材料表面的贴附性能.采用旋转成型/粒子洗出法制备三维血管支架,接种SMCs后在生物反应器上进行动态培养,探索PTCG作为组织工程血管支架材料的可行性.结果表明,合成的PTCG聚醚酯弹性体无细胞毒性;SMCs在PTCG薄膜表面贴附生长良好;所制备支架的孔径、孔隙率和力学性能等满足组织工程血管支架的要求;体外培养3 d后,大量SMCs长入血管支架并开始分化.     

多孔氧化铝膜调制的银纳米颗粒的表面增强荧光效应

采用氧化还原方法,在多孔氧化铝膜（Anodic Aluminum Oxide,AAO）模板中直接反应生成银纳米颗粒（SNPs）,制备出一种新型的AAO/SNPs纳米复合结构衬底.在532nm连续激光的激发下,研究了位于该纳米复合衬底上Rh6G分子的荧光增强效应.结果表明,AAO/SNPs纳米复合衬底对Rh6G的荧光发射强度与未经SNPs修饰的AAO对Rh6G的荧光发射强度相比,增强倍数可达6倍左右,而且荧光增强因子与AAO的孔径大小有关.此外本文还运用局域场增强理论对纳米复合体系中的荧光增强效应进行了分析讨论,并探讨了空间周期调制的金属纳米复合衬底对表面增强荧光效应的独特优点.