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.     

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PLLA/HA复合组织工程骨支架及性能表征

为了解决羟基磷灰石(HA)骨支架降解难的问题,本研究通过在HA骨支架中加入具有良好降解性能的聚左旋乳酸(PLLA)来调节其降解速度.采用3D打印挤出成型设备制备出PLLA/HA复合多孔骨支架,探究不同PLLA质量分数下复合组织工程骨支架抗压强度、亲水性、降解率以及细胞毒性的变化.实验结果表明:五组不同材料配比的复合骨支...     

组织工程用β-磷酸三钙/聚乳酸支架材料性能评价

研究了β-磷酸三钙／聚乳酸（PLLA）叠层复合支架在体外37℃生理盐水中降解过程，结果表明复合材料的孔径为100－400μm、孔率在60％－70％以上；复合材料的降解环境酸度维持在近中性，而纯聚乳酸为3．0左右；复合材料失重百分离介于纯聚乳酸和β－磷酸三钙之间，在16周内达20％；随降解时间延长，复合材料力学强度下降、聚乳酸相对分子质量减小；降解过程中Ca^2 浓度在12周达最大，为0．002mol/L。证实该材料理化特性适合于骨组织工程支架材料的要求。     

纳米羟基磷灰石/左旋聚乳酸纳米纤维复合支架的制备与表征

采用热致相分离法制备了一系列具有微米级孔隙的纳米纤维状纳米羟基磷灰石/左旋聚乳酸（n-HA/PLLA）复合支架材料。并采用扫描电境和体外降解实验对其进行了表征。扫描电镜观测到复合支架的微观结构为具有微米级孔隙的纳米纤维状骨架,其不规则孔的孔径在几到几百纳米的范围内,纳米纤维直径在200-500nm的范围内;体外降解实验的结果表明,与纯聚乳酸支架相比,n-HA/PLLA复合支架的降解液的pH的变化更加缓慢。     

PLLA/TCP复合骨组织载体框架的低温挤出成形

为制备骨组织工程的细胞与因子的三维载体框架,提出了聚左旋乳酸/磷酸三钙(PLLA/TCP)复合材料快速成形的低温挤出成形工艺,研究了此工艺制备骨组织载体框架的设备与工艺过程。分析了制备的载体框架的孔隙结构、孔隙率、力学性能,并通过犬桡骨20mm节段性缺损的修复实验分析了制备的载体框架的生物相容性、体内降解性能和骨传导性能。制备的载体框架具有良好的综合性能,可以作为骨组织再生修复的载体框架。     

三维丝素蛋白/羟基磷灰石支架的生物学性能

综合运用丝素蛋白纤维网的非编织制作方法和仿生矿化法,构建三维多孔丝素蛋白/纳米羟基磷灰石复合支架.通过体外蛋白酶降解和成骨细胞培养,对支架材料的生物学性能进行初探.发现蛋白酶对丝素蛋白降解的作用大小依次为,蛋白酶K＞胰蛋白酶＞α-糜蛋白酶＞Ⅰ型胶原酶.所构建的支架显示出良好的生物相容性并能促进成骨细胞生长和分化.三维多孔丝素蛋白/纳米羟基磷灰石支架可望成为新型有机/无机复合生物材料,为骨组织工程支架的设计提供了新的思路.     

聚羟基丁酸酯/氟磷灰石电纺丝膜的体外降解

首次研究了氟含量不同的聚羟基丁酸酯/氟磷灰石电纺丝膜(PHB/FHAP)的体外降解行为,考察了PHB和PHB/FHAP电纺丝膜的失重率、降解液浑浊度及表面微观形貌,结果表明FHAP的加入增大了PHB电纺丝膜的降解速率。随着氟含量的增加,PHB/FHAP降解速率减小。在降解介质磷酸缓冲溶液（PBS）中,PHB和PHB/FHAP电纺丝膜都出现了羟基磷灰石（HAP）前驱体,表明该材料具有较好的生物相容性,这对其在骨组织工程上的应用具有重要意义。     

骨组织工程用纳米羟基磷灰石／细菌纤维素的体外降解行为研究

将细菌纤维素浸泡在模拟体液中沉积而形成的纳米羟基磷灰石／细菌纤维素复合材料（nano-HA／BC）,被认为是在骨组织工程领域中理想的支架材料。从以下几方面分析nano-HA／BC在磷酸盐缓冲液（PBSl中浸泡不同时间后的降解行为及其相应的机制：材料的降解程度、nano．HA颗粒的稳定性和BC的结构变化。结果表明,nano-HA／BC在PBS溶液中浸泡-定时间后,nano-HA颗粒会逐渐溶解或脱落,水分子直接与BC纤维丝相互作用。在水分子和离子的作用下,BC的结晶度降低,BC分子链中分子间和分子内的结合力降低,甚至部分非结晶区内C-O-C键断裂。而C-O-C键的断裂是nHA／BC在PBS溶液中BC大分子降解的主要机制。研究结果对于研究骨组织工程支架材料nHA／BC的体内降解行为具有重要的指导意义。     

立构共聚聚乳酸/纳米β-磷酸三钙复合材料制备可吸收双层椎间融合器及其降解性能

利用纳米β-磷酸三钙/聚乳酸(β-TCP/PLA92)复合材料制备内外双层结构的颈椎椎间融合器.考察了β-TCP重量百分数为10%,30%和60%的外支架复合材料在磷酸盐缓冲溶液中的降解行为、机械性能和热力学性质.结果表明,体外降解30周,降解液的pH>6.9,材料失重率<1.1%,外观形态完好;PLA分子量下降50%以上,复合材料机械性能明显下降,但10%和60%TCP的复合材料抗压强度均大于50 MPa,满足椎间融合器的临床应用要求.10%TCP的复合材料降解过程中,PLA发生了明显的结晶,而其余材料则不明显,说明β-TCP的存在不利于PLA结晶.乳液相分离/粒子沥滤法制得了大孔235～435μm和小孔1～10μm并存的复合孔结构的内层支架.为新型生物可降解颈椎融合器的研制提供了依据.     

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.     

S-scheme ZnO/MoS2异质结构筑与对盐酸四环素降解性能

抗生素药物使用范围广且用量大,导致大量抗生素废水进入水体或者残留在土壤环境中,对人类健康造成威胁,然而传统工艺对其去除效果并不理想.以ZnO为基底,通过掺杂MoS₂,制备了S-scheme ZnO/MoS₂异质结复合材料,研究了该材料对抗生素废水的净化性能.通过调节复合材料中ZnO含量、光照条件、盐酸四环素浓度等,探讨了ZnO/MoS₂复合材料对不同浓度盐酸四环素(tetracycline hydrochloride,TC)废水的净化效果.结果表明:在光照条件下,催化剂复合比为1∶1的ZnO/MoS₂复合材料对60 mg·L^－1四环素废水的降解效率可达88%(pH=7,105 min);电子传递与污染物降解机理研究表明,电子由ZnO导带迁移至MoS₂价带,形成S-scheme异质结,从而有效提高了催化效率与污染物降解性能.     

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。     

ZnO/Zn/CNT三维多孔复合结构的制备及对甲基橙的无光催化降解

以碳纳米管(CNTs)、纳米ZnO/Zn复合粉体和造孔剂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为原料,通过超声分散、真空抽滤、焙烧的方法制备ZnO/Zn/CNT三维多孔复合结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪对样品的微观结构及成分进行表征.结果显示,样品内部存在大量的连通孔,ZnO/Zn复合粉体均匀分散于CNTs所构筑多孔结构的孔隙中.在多孔复合结构的制备过程中,ZnO晶体结构未发生变化也无杂质生成.多孔复合结构对模拟污染物甲基橙的暗室催化降解结果证明,由于独特的孔结构存在和ZnO与CNTs的协同作用,使得样品在80min时对甲基橙的降解率达99.9%.     

网状组织工程肌腱支架增强体的降解性能

以聚乙醇酸(Polyglycolic Acid,PGA)纤维和聚乳酸(Polylactic Acid,PLA)纤维为原料,用编织的方法制成一种网状圆筒形组织工程肌腱支架的增强体,探讨不同孔径支架增强体在体外降解过程中的断裂现象、拉伸强力、断裂伸长、质量衰变特征.得出组织工程肌腱支架增强体的拉伸断裂规律,孔径大小对支架增强体在降解过程中的强力、伸长和质量衰减性能影响不大.将支架增强体与PGA纤维复合构成组织工程肌腱支架,并在其上种植皮肤成纤维细胞.试验结果显示孔径大小对组织工程肌腱支架的力学性质有较大影响,其生物相容性良好.     

聚乳酸/聚氨酯/聚乙烯吡咯烷酮降解材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚氨酯(PU)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合材料,利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、偏光显微镜和降解性能测试对其结构和性质进行了表征分析.结果表明:PU和PVP在基体PLA中可均匀分散且有效结合,该复合材料的拉伸强度可达69.18 MPa,断裂伸长率可提高1倍.降解实验表明,复合材料在不同介质中均呈现出随降解时间的延长,质量不断降低的趋势.     

几种骨组织工程复合支架材料在模拟生理溶液中的生物矿化性能比较

采用生物活性玻璃(BG)、磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)等生物活性陶瓷与3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV)复合,制备了性能良好的骨组织工程支架材料,分析了PHBV/BG,PHBV/TCP,PHBV/HA三种复合多孔支架在模拟生理溶液中的一系列化学反应,以及多孔材料在模拟生理溶液中浸泡后的成分、结构和微观形貌的变化.研究结果表明,三种复合支架材料在模拟生理溶液中发生了降解反应而失重;PHBV/BG和PHBV/TCP在模拟生理溶液中还发生了生物矿化反应,在表面形成矿化沉积层,为具有骨生物活性的结晶态类骨碳酸羟基磷灰石;而PHBV/HA在模拟生理溶液中没有明显的生物活性反应.     

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.     

仿生增强制备聚乳酸基骨组织工程复合材料

依据仿生原理制备了纳米羟基磷灰石聚乳酸(nHA-PLA)复合的骨框架材料.此复合材料中的主要成分是纳米羟基磷灰石,纳米相的羟基磷灰石就是天然骨中主要的无机相.在保持高孔隙率(90%)的同时,复合材料的抗压性能达到2.07 MPa,高于单纯的聚乳酸框架材料(为0.89 MPa).分离成骨细胞并在三维框架材料上培养,用扫描电镜进行观察,复合材料具有很好的细胞贴附性能.仿生制备的三维纳米羟基磷灰石聚乳酸复合骨框架材料,无论从结构还是性能上,都是骨组织工程中的优选材料之一.