新型双层皮肤组织工程支架的构建

模拟天然皮肤的真、表皮结构,以胶原和壳聚糖为主要原料构建皮肤组织工程双层支架.将固含量0.8%(mass)的胶原-壳聚糖溶液冻干后压膜,经戊二醛交联后再冻干形成双层支架的底层,然后注入固含量0.2%(mass)的胶原-壳聚糖溶液,经冻干、交联、再冻干即得结构较稳定的双层复合海绵支架.在双层支架上培养的小鼠成纤维细胞贴壁生长正常.本研究构建的胶原-壳聚糖双层支架具有良好的结构稳定性和细胞相容性.     

EDC/NHS交联对胶原物理化学性能的影响

为了提高胶原的物理化学性能,采用1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)交联剂对胶原进行交联,考察了不同交联剂浓度对胶原物理化学性能的影响,并通过红外、差示扫描量热分析(DSC)、吸水率、膨胀动力学、抗酶解性能、扫描电镜(SEM)等技术手段对胶原交联前后的性能进行表征.研究结果表明,胶原经EDC/NHS交联后,热稳定性、形态稳定性增强,抵抗酶解的能力显著增加,胶原的显微结构由交联前的无序状态变为紧密有序的结构.说明EDC/NHS交联可有效改善胶原的物理化学性能.     

壳聚糖与胶原或海藻酸复合物海绵的制备以及人胎儿皮肤成纤维细胞在其中的生长

壳聚糖与胶原或海藻酸形成高分子离子复合物后,采用浇铸/冷冻干燥技术,制备了壳聚糖复合物海绵.表征不同组成复合物海绵的亲水性和形貌,发现加入胶原或海藻酸可增加海绵的吸水性和保水性,并有助于在海绵中形成大孔结构.海绵在pH7.4的磷酸盐缓冲液中用溶菌酶进行体外降解,复合物海绵的降解速率比单纯的壳聚糖海绵稍快.在海绵中进行人胎儿皮肤成纤维细胞的培养,发现细胞在复合物海绵中的生长增殖优于单纯的壳聚糖海绵,而且复合物海绵不会像单纯胶原海绵那样在细胞培养过程中发生降解收缩.此结果有望成为较理想的组织工程支架.     

新型胶原支架材料的结构特征与性能

为了克服猪脱细胞真皮基质作为组织工程支架材料渗透性差、降解速度过慢、免疫原性较强等缺点,采用多种化学、生物与物理综合方法处理猪皮制备了一种新型天然胶原支架材料,通过光学显微镜、扫描电镜观察以及体外降解时间、透水汽性、拉伸强度、孔隙率、收缩温度等的测定,对其性能进行了研究. 实验结果显示:支架中的成纤维细胞、脂肪细胞及组织纤维间质完全去除,胶原纤维得到了松散,并维持其原有的天然三维网络多孔结构;该材料透水汽性处于3 000 g·m-2·d-1左右,适合创面恢复;体外降解时间处于25～50 h之间,并可根据需要调整工艺条件控制降解时间;拉伸强度介于10.20～11.50 Mpa之间,具有良好的拉伸强度;收缩温度介于70～85 ℃之间. 上述结果表明该材料已解决了猪脱细胞真皮基质渗透性差、降解速度过慢的缺点,并且其透气性和拉伸强度高、降解性优良且可控,符合组织工程支架材料的要求.     

以组织工程技术构建活性双层人工皮肤

用冷冻干燥胶原凝胶方法制备胶原海绵,经戊二醛交联处理,作为活性双层人工皮肤的支架;以幼儿包皮为细胞来源获得真皮成纤维细胞和皮肤角质细胞,体外扩增后作为种子细胞;在胶原海绵上接种成纤维细胞和角质细胞,体外构建活性双层人工皮肤。研究结果表明,人工真皮内的成纤维细胞生长良好,并且有人纤粘连蛋白类生物活性物质存在,活性双层人工皮肤表皮层有类似干天然皮肤表皮层的组织结构。     

透明质酸改性PHBV组织工程纳米纤维支架的研究

组织工程支架材料表面性质对细胞的黏附起着重要作用,进而影响细胞的增殖、分化等一系列生长过程.本研究采用天然生物大分子透明质酸(hyaluronic acid,HA)对聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate),PHBV)进行表面修饰以提高材料的表面生物活性.首先通过静电纺丝法制备PHBV纳米纤维支架,利用1,6-己二胺胺解在PHBV表面引入自由胺基,并以此为反应活性位点在水溶性的碳化二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺缩合剂体系中将透明质酸固定接枝在PHBV表面.SEM结果表明,静电纺丝制备的PHBV纳米纤维支架表面平滑程度高,纤维直径分布较均匀,且没有串珠;FTIR证明1,6-己二胺改性及透明质酸接枝改性PHBV纳米纤维支架材料均成功实现;茚三酮法表明PHBV表面胺基密度随胺解时间增加而增大,在胺解约50min时达到最大值;水接触角法表明固定接枝透明质酸后,表面亲水性明显改善;细胞实验表明透明质酸改性的PHBV纳米纤维支架可显著促进软骨细胞的体外增殖.综上所述,透明质酸改性的PHBV纳米纤维支架可望应用于软骨组织工程领域.     

组织工程真皮替代物的构建及在创伤修复中的作用

以双层胶原-壳聚糖海绵为支架构建组织工程真皮替代物并研究其在大鼠创伤愈合中的作用.将双层胶原-壳聚糖海绵支架埋植于SD大鼠皮下以考察其组织相容性;将SD大鼠皮肤中分离的成纤维细胞种植在支架上体外构建人工真皮替代物,并将该替代物移植到SD大鼠皮肤缺损处以修复创面.皮下埋植实验显示支架植入早期有炎症反应,但一周后炎症反应逐渐减轻,而且有成纤维细胞和毛细血管的侵入.皮肤移植实验结果显示:术后第7天和第14天实验组创面表皮再生和肉芽组织增生比对照组更快更明显;第14天和第21天实验组创面面积明显小于对照组(p<0.05).因此以双层胶原-壳聚糖海绵为支架构建的组织工程真皮替代物具有良好的生物相容性,并能促进皮肤创面的愈合,可以作为人工真皮替代物用于皮肤缺损的修复.     

基于鱼胶原蛋白的组织工程角膜基质载体支架的构建及鉴定

以鳗鲡鱼皮胶原为材料,通过交联的方法构建组织工程角膜载体支架,评价其理化性能、组织结构及生物相容性。结果表明制备的组织工程角膜支架具有良好的理化性质,有望用于组织工程角膜的构建。鱼胶原的应用已涉及生物医学、食品、化妆品等行业,但在组织工程角膜领域的研究较少,Chien等利用罗非鱼下脚料提纯鱼胶原作为载体支架对角膜的再生进行了研究,结果显示支架为兔角膜细胞提供了良好的生长和迁移空间,表明鱼胶原可能成为一种新型的组织工程角膜的支架材料。     

不同pH值对京尼平交联胶原制备生物材料的影响

通过测定京尼平交联胶原后的颜色、交联度、吸液率、降解率及细胞毒性的变化, 研究交联pH值对京尼平交联胶原制备生物材料的影响.分别于pH5.0,5.5,6.0,6.5,7.0条件下, 在0.5%京尼平水溶液中交联24 h,以未交联的胶原作为对照, 评价所得材料的颜色、交联度、吸液率、降解率、细胞毒性及组织相容性特点.当pH为5.5时, 交联后材料的颜色较浅, 且较好的生物相容性以及良好的抗降解性.     

三维鱼类胶原支架的制备及其生物相容性研究

为了评价深海鱼类胶原蛋白用于制备组织工程角膜载体支架的可行性,首次利用鱼皮胶原蛋白进行了三维胶原支架的制备及其生物相容性研究。用源于太平洋鳕鱼(Gadus macrocephalus)的纯化鱼皮胶原蛋白,经冷冻干燥后选用1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)/N-羟基丁二酰亚胺(NHS)交联剂制备出三维胶原支架,利用外观照相、光度计透光率、冰冻切片苏木紫-伊红(HE)染色及扫描电镜检测了其透明度和组织结构;在接种Di I(1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate)荧光标记的非转染人角膜基质(HCS)细胞后,利用冰冻切片HE染色和荧光观察鉴定了细胞的迁入及在支架内的分布情况,生物相容性评价采用MTT(噻唑蓝)和免疫细胞荧光技术检测了支架对HCS细胞活力和标志蛋白及功能蛋白表达的影响。结果显示,所制备的三维胶原支架透明度极高,呈现出均匀的网格状结构,孔径大小为50~130μm;接种HCS细胞并体外培养3 d后,发现有大量细胞迁入支架内且分布较为均匀;支架抽提物对HCS细胞活力没有任何不良影响;且迁入支架内的细胞仍保持有其标志蛋白—波形蛋白,细胞连接形成蛋白—整联蛋白β1、E-钙黏蛋白和间隙连接蛋白-43,膜运输蛋白—钠钾泵,以及抗UV蛋白—乙醛脱氢酶的阳性表达。综上所述,利用太平洋鳕鱼皮胶原蛋白制备的三维胶原支架具有良好的透明度与组织结构,不仅适合HCS细胞的顺利迁入,而且对HCS细胞具有良好的生物相容性,有望作为载体支架用于组织工程角膜的体外构建研究。     

A novel injectable fibroblasts-porous PDLLA microspheres/collagen gel composite for soft-tissue augmentation

This study designed a novel porous PDLLA microspheres/collagen gel composite combined with fibroblasts as the injectable dermal filler for soft-tissue augmentation. The low degradation rate of porous PDLLA microspheres and seed cells were introduced in the system to achieve the filling volume stability and stronger regeneration activity. Biodegradable PDLLA porous microspheres were prepared by an improved water-in-oil-in-water double emulsion solvent evaporation method. The combine of fibroblasts with porous microspheres was observed through co-culture of cells with microspheres, SEM (scanning electron microscope) and fluorescent staining technology. The MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay, the hemolysis test and histocompatibility experiment indicated that the composite had satisfactory biocompatibility in vitro and in vivo. In the animal studies, the composite was implanted into the subcutaneous part of the rats’ back through sterile needles. The collagen was metabolized within 30 days, meanwhile, fibroblasts-porous PDLLA microspheres served as scaffold structure and seed cells which promote new connective tissue formation. The histopathological studies demonstrate that the fibroblasts-porous PDLLA microspheres/collagen gel composite group could create larger amount of supportive structure than PDLLA porous microspheres/collagen gel composite group. All the results indicate that fibroblasts-porous PDLLA microspheres/collagen gel composite may have great clinical application in soft-tissue augmentation with its excellent biocompatibility, regeneration activity and stable long-term filling ability.     

多孔CaO孔隙结构的分形描述

利用Menger海绵构造了多孔CaO的孔隙结构,讨论了Menger海绵孔隙率和比表面积随分维数的变化规律,分析了模拟CaO孔隙结构时对确定Menger海绵的参数m,n和i的要求。     

多孔硅生长的三维Monte Carlo模拟

采用修正的逾渗模型，通过简单的三维Monte Carlo计算，模拟了多孔硅中孔形成的动力学过程。计算结果表明：长成的孔的形貌主要与衬底的掺杂浓度有关；在所有的强发光多孔硅的表面及体内都存在海绵状的多孔结构；孔度的最大值并不是在最外表面，而是在表面下的某个层区上；硅耗尽层的宽度取决于多孔硅的孔度，孔度越高，宽度越小；在高孔度多孔硅中，表面的孔度梯度是很大的，预期此特征正是决定多孔硅发光成功与失效的关键之一。     

多孔A/W生物微晶玻璃的制备及其性能研究

骨组织修复材料的多孔结构是其发展的必然方向,本文中运用海绵浸渍法制备了多孔A/W生物微晶玻璃.结果表明,这种多孔生物微晶玻璃的孔径为200~500μm,且抗压强度明显高于其他同类材料.细胞实验显示骨髓基质细胞在这种多孔材料的表面和孔隙中生长良好.     

壳聚糖改性缩醛化聚乙烯醇海绵的性能

通过聚乙烯醇(PVA)与甲醛缩醛化反应过程中加入壳聚糖/PVA共混液,制备壳聚糖改性缩醛化PVA海绵,研究了发泡剂、壳聚糖用量对海绵的孔隙形貌、吸水率、吸水速率、膨胀率及力学性能的影响,将海绵作为白兔损伤鼻腔的填塞止血材料,研究了白兔鼻腔术后的止血效果及对鼻黏膜功能恢复的影响. 结果表明:壳聚糖改性缩醛化PVA海绵具有相互连通的孔隙,大孔壁间还具有小孔,壳聚糖吸附在孔内表面;增加发泡剂用量使孔径增大,从而使海绵的吸水率、膨胀率提高,但吸水速率变化不大,拉伸强度和压缩模量降低;增加壳聚糖用量使海绵的孔径和连通性减小,吸水率、膨胀率、吸水速率降低,但拉伸强度和压缩模量逐步提高. 白兔鼻腔术后观察表明,壳聚糖改性缩醛化PVA海绵可消炎、抗粘连、促进鼻黏膜愈合和功能恢复.     

舒宁可吸收性止血材料理化性能及止血性能研究

目的:本研究利用壳聚糖和胶原蛋白等材料经低温冷冻等工艺合成舒宁止血材料,通过对其理化性能的分析和止血试验测定以确定其止血性能。方法:1)试验分两组,舒宁止血材料组,明胶海绵组。每组对其物理性质进行测量比较。2)对两组的止血性能进行测定比较。同时,把两种止血材料植入动物体内,分别于15天,30天,60天处死动物,取病理观察两种止血材料组体内降解情况。结果:1)舒宁止血材料组吸水率明显优于明胶海绵组(P<0.05=2),舒宁止血材料组止血性能明显优于明胶海绵组(P<0.05)。两组材料在体内均有降解。结论:舒宁止血材料是一种较为理想的止血材料。其止血性能明显优于明胶海绵组。     

壳聚糖非对称多孔膜的制备和性能研究

以可降解壳聚糖为材料,运用浸溃沉淀相分离工艺制备了壳聚糖膜,用扫描电镜观察了膜的微观形态,并研究了聚合物溶液浓度、溶剂蒸发时间等工艺条件对膜孔隙率、溶胀性以及拉伸强度和断裂伸长率等性能的影响。结果表明：该膜具有非对称结构,由致密层、过渡层和疏松多孔层几部分构成;聚合物溶液浓度、溶剂蒸发时间是影响膜结构和性能的重要因素,聚合物溶液浓度增大和溶剂蒸发时间变长都使得膜的孔隙率和溶胀性降低,但却可提高膜的力学性能。     

丝胶蛋白膜的制备及其物理性能

以环氧树脂作为交联剂制备具有一定力学性能的丝胶蛋白膜。用X-射线衍射法研究丝胶蛋白膜的聚集态结构；对丝胶蛋白膜的热水溶失率和力学性能进行测定；并探讨了交联剂种类、比例对丝胶蛋白膜性能和结构的影响。结果表明，交联剂对丝胶蛋白膜的交联作用明显，引起了丝胶结晶形态的变化；并改善了丝胶蛋白膜的物理性能，交联剂PEGO10加入30％左右所制得的丝胶蛋白膜拉伸断裂强度和断裂伸长率较好。     

TiO2多孔性薄膜的制备及其环境净化性能研究

采用溶胶-凝胶工艺，以聚乙二醇（PEG）为造孔剂，不锈钢丝网为金属基底，制备了TiO₂多孔性薄膜。通过IR，SEM，BET，Raman光谱等测试方法对TiO₂多孔性薄膜进行了表征。实验结果表明,通过控制制备条件得到的TiO₂薄膜具有锐钛矿晶型和多孔性结构。TiO₂多孔性薄膜的光催化性能与煅烧温度和镀膜次数密切相关。450℃热处理、镀膜4次的TiO₂多孔性薄膜具有较高的活性和稳定性，其对气相甲醛的降解率比普通TiO₂薄膜高28.8%，在TiO₂多孔性薄膜连续使用4次后，甲醛的降解率仍维持在80%以上。