方格网状结构组织工程肌腱支架增强体的制备与降解性能

聚羟基乙酸(PGA)和聚乳酸(PLA)是两种生物相容性良好且可在体内降解的材料.采用PGA/PLA编织线经手工编织的方法制备成周向6个方格、直径为11mm的圆筒形网套,作为方格网状结构肌腱支架增强体,测试其初始几何性能及拉伸性能,将编织所得的方格网状肌腱支架增强体放入温度为37℃、pH值为7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)中进行为期8星期的体外降解实验,观察支架增强体在体外降解过程中的外观、孔隙率、厚度、口径以及断裂强力和质量损失的变化规律.研究发现,手工编织方格网状结构肌腱支架增强体具有纵向拉伸断裂强力较大、纵向延伸性小和孔隙率大、不易脱散等特性.     

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.     

氨水改性对PGA/PLGA编织型输尿管支架管降解性能的影响

将聚乙交酯(PGA)和聚丙交酯乙交酯(PLGA)复丝在32锭编织机进行带芯编织后,经热定型处理得到编织型输尿管支架管,再对支架管进行氨水浸渍处理,得到改性PGA/PLGA输尿管支架管试样.将支架管试样置于人工尿液中,在温度为37℃、转速为60r/min恒温摇床中进行为期5星期的降解试验.通过测定降解过程中支架管拉伸强度和模量、压缩强度和模量、纤维表面形态、质量损失率,对支架管降解性能进行探讨.研究结果表明:支架管结构中膜结构的降解速度快于纤维结构;降解过程中经氨水处理的支架管的质量损失率大于未经氨水处理的支架管,经氨水处理支架管降解速率较快.     

聚丙烯盆底补片的热定型工艺与性能

选用直径为0.1mm的医用聚丙烯单丝,由经编编织制备了盆底补片,探讨了热定型温度和时间对盆底补片的基本参数(厚度、面密度、孔隙率)和力学性能(顶破强力、拉伸断裂强力、缝线拉脱强力和弯曲刚度)的影响规律.试验结果表明:在热定型张力一定的情况下,热定型温度和时间对盆底补片的基本参数影响较小,热定型温度对盆底补片的力学性能影响较大;在相同热定型时间条件下,随着热定型温度的升高,盆底补片的断裂强力、顶破强力、拉脱强力下降,但横向刚柔性好;该盆底补片的热定型优选工艺参数为温度130℃、时间15min.     

组织工程人工肌腱支架的制备工艺及降解性能

制备了一种纬编结构的组织工程人工肌腱支架.采用聚羟基乙酸(PGA)和聚乳酸(PLA)为原料进行合股编织,将编织线在小口径圆筒针织机上进行纬平针织造.改变编织过程中的弯纱深度、牵拉力和给纱张力工艺参数,对所编织的组织工程人工肌腱支架进行初始几何性能测试以及拉伸性能测试,探讨各工艺参数对支架性能的影响,从而得到较优良的组织工程人工肌腱支架.将支架置于温度37℃、pH=7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)中进行体外降解实验,并对支架进行断裂强力和质量损失测试,进而得到强力和质量损失的变化规律.     

三种网孔结构组织工程肌腱支架增强体的性能

以聚乙交酯(PGA)复丝和聚丙交酯(PLA)复丝为原料进行合股编织,分别采用小口径圆纬机和手工编织的方法,制得纬平、方形和菱形3种网孔结构的组织工程肌腱支架增强体.探讨了3种支架增强体的延伸性、孔隙率、孔径、强力等性能,并研究了8星期体外降解试验过程中支架增强体的断裂强力、质量损失、厚度、口径及孔隙率等性能的变化规律.结果表明:方形网孔结构的支架增强体延伸性最小、孔隙率和孔径最大;3种支架增强体在降解过程中,前3星期断裂强力急剧下降,厚度有所增加;降解4~6星期后支架的质量损失显著增大,厚度迅速减小;孔隙率在降解过程中呈先减小后增大趋势,在3~4星期时孔隙率值最小;手工编织支架增强体的口径在降解过程中无明显变化,而纬平支架增强体的口径在降解前3星期逐渐减小,3星期后又逐渐增大.     

编织加工对聚羟基乙酸纤维降解性能的影响

将聚羟基乙(Polyglycolic Acid,PGA)纤维和编织线置于温度为37℃、pH值为7.4的磷酸盐缓冲液(Phosphate Buffer Solution,PBS)中进行8星期的体外降解实验.通过测试两者在降解过程中的质量损失、pH值、断裂强力、结晶度、表面形态的变化情况,探讨编织加工对PGA纤维降解性能的影响.PGA纤维和PGA编织线的降解趋势大体相同,根据各种性能的变化,两者的降解过程均可分为强力下降期、非结晶区质量损失期、结晶区质量损失期3个阶段,但由于PGA编织线中的纤维排列紧密且具有更高的初始结晶度,编织线的降解在每个阶段内与未经编织的纤维又有所不同.     

不同比例PGA/PLA编织线的体外降解性能

采用不同组分比例的聚乳酸(polylactic acid,PLA)、聚羟基乙酸(polyglycolic acid,PGA)长丝编织制备4种编织线(6PGA,4PGA/2PLA,2PGA/4PLA,6PLA).将编织线置于温度37℃、pH=7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)中进行4星期的体外降解实验.通过测试降解过程中其质量损失、pH值、力学性能、熔点、结晶度、表面形态等变化情况,对其降解性能进行研究探讨.研究表明:在降解过程中,除6PLA编织线外,其他3种编织线各方面性能都发生了明显变化.随着样品中PGA纤维成分比例的增大,编织线的降解速度不断加快,质量损失率增大,pH值、强力逐渐降低.     

网状结构PDO血管内支架的抗弯刚度及体外降解性能

以4种直径的聚对二氧杂环己酮(PDO)单丝为原料,采用手工编织法制备网状结构血管内支架.采用悬臂梁法对PDO血管内支架的抗弯刚度进行测试及分析,研究单丝直径及编织头数与支架抗弯刚度的关系.对PDO单丝及支架进行体外降解试验,研究单丝的力学性能及支架抗弯刚度在降解过程中的变化情况.试验结果表明:采用悬臂梁法可以有效测量支架的抗弯刚度;PDO支架的抗弯刚度随单丝直径及编织头数的增大而增大;PDO单丝降解10星期后基本丧失力学性能;PDO支架的抗弯刚度能保持10星期左右,随后发生断裂及解体,失去抗弯能力.     

聚乳酸经编盆底修补网片的制备与热定型工艺

聚乳酸(PLA)生物相容性较好,在人体内可降解且产物的安全性较高。采用直径为0.138mm的国产PLA单丝,选用编链衬纬的经编网孔组织结构,在机号为E20的经编小样机上进行编织,制备得到可降解的PLA盆底修补网片。探讨了热定型工艺中的时间、温度对PLA网片的结构参数和力学性能的影响。结果表明,随着热定型温度的升高,网片的断裂强力增加,顶破强力降低,抗弯刚度增加,缝线拉脱力降低。网片在过高温度定型后性能改变明显,即网片变得更加脆硬并且易受冲击影响而发生断裂。网片在120和130℃下热定型后力学性能相近,但是高温更有利于稳定网片的尺寸和形状。热定型时间对网片的性能的影响基本无固定规律可寻,但是时间过长易导致网片的纵向弯曲刚度增加。因此基于稳定的强力和较低的弯曲刚度,PLA网片的热定型工艺选择温度为130℃,热定型时间为10min。以此工艺定型后的网片生物相容性显示:PLA网片厚重的结构和刚硬的性能特点导致网片暴露(发生率为13.33%),但是也使网片具有较低的收缩率(2.15±0.26)%。     

热定型对不同结构聚丙烯疝修补片力学性能的影响

采用正交试验对3种不同组织结构(经缎组织、经平与经缎复合组织、变化经平组织)的聚丙烯疝修补片进行热定型处理,探讨了热定型温度、时间和外加张力对补片力学性能(拉伸强力、撕裂强力、顶破强力和缝合线抗拉强力)的影响。结果表明:温度对3种不同组织结构补片的力学性能影响均最大,时间和外加张力的影响相对较小。通过极差与水平和的分析发现,对于补片的力学性能而言,经缎组织结构、经平与经缎复合组织结构、变化经平组织结构补片获得较好力学性能的热定型工艺参数均为温度130℃、时间10min以及外加张力为零。     

PDO血管内支架的制备及其径向压缩性能

以4种不同直径的聚对二氧环己酮(PDO)单丝为原料,采用手工编织的方法制备16种不同编织密度的血管内支架.对PDO单丝的力学性能、血管内支架的结构参数、径向压缩性能的测试方法和径向压缩性能进行试验研究.试验结果表明:采用PDO单丝手工编织的血管内支架的孔隙率符合选用要求;血管内支架的径向支撑力和弹性回复率随着单丝直径与编织密度的增加而增加,且单丝直径对血管内支架的径向压缩性能影响更显著.     

热处理对“纤-膜”结构输尿管支架管降解行为的影响

采用3种热工艺处理聚乙交酯(PGA)和聚乙交酯丙交酯(PGLA)纤维编织成的支架管,形成"纤-膜"及全纤维结构输尿管支架管,于人体尿液和模拟尿液环境中进行降解试验,并对降解过程中支架管的力学性能和外观形态进行评价.试验结果表明:支架管降解随热处理温度的升高而加快;高温热处理可加大双组分物化性能差异,实现分步降解的效果;高温热处理支架管中膜组分在两种尿液环境中以不同速度碎裂,与纤维组分的降解形式有差异;压缩曲线反映"纤-膜"支架管中膜组分的降解程度,而拉伸过程中前后段的曲线则分别反映膜组分碎裂程度及纤维组分的拉伸性能.     

壳聚糖/聚乙交酯三维编织物的力学性能

选择合适的生物材料和适宜的制备方法是实现组织修复、重建的重要环节．采用三维四步圆型编织方法,由壳聚糖和聚乙交酯(PGA)纤维制备绳索状三维编织物,研究其拉伸力学特性．研究结果表明：壳聚糖三维编织物的拉伸曲线与天然肌腱相似；直径为3．5mm的壳聚糖三维编织物在湿态下的最大拉伸载荷为50～85N,远低于其干态下值(140～225N),添加轴向纱对其无显著影响；在编织纱中掺入PGA纤维,可显著提高三维编织物的最大拉伸裁荷；PGA含量较高的壳聚糖/PGA三维编织物预期可以用作人工肌腱材料．     

Lyocell长丝热定型工艺对其结构性能的影响

针对Lyocell长丝热定型工艺尚不明确的问题,采用干喷湿纺技术制备Lyocell水洗丝,研究热定型张力、温度和时间等工艺参数对Lyocell长丝力学性能和尺寸稳定性的影响,并结合广角X射线衍射、小角X射线散射以及双折射率等测试分析了不同条件下长丝结晶、取向以及微孔等结构的变化规律,阐明了热定型条件下长丝结构与性能的关系。结果表明：温度为110～130℃时,3 min的热定型可保证长丝中水分的去除,在热定型过程中长丝的晶区结构基本不变,微孔尺寸的减小以及非晶区纤维素分子链段的收缩,提高了长丝的致密化程度并降低了取向程度;施加0.5～2.3 cN/dtex的张力,长丝的断裂强度、初始模量不易发生弱化,且干热收缩率低于0.7%。施加适当张力的热定型有效抑制了非晶区链段的解取向,保持了纤维高结晶、高取向的结构特点,从而保证了Lyocell长丝的力学性能和尺寸稳定性。     

SAXS在β晶聚丙烯拉伸丝微孔结构研究中的应用

本文应用小角 X 射线散射技术(SAXS)并配合压汞法和密度梯度法对β晶相聚丙烯拉伸丝的微孔结构以及影响微孔结构的有关工艺因素进行了系统研究。结果表明,SAXS 方法测得的β晶聚丙烯拉伸丝中微孔平均孔径纵向为12～20nm,横向为5.5～9nm,其大小及分布与β晶成核剂的种类、初生纤维中β晶含量、拉伸倍数、拉伸温度、热定型温度和热定型方式等密切相关。经热定型后拉伸丝中的微孔得到不同程度的修补,尤其高温松弛热定型的修补最为显著。     

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.     

编织管增强的海藻酸钙/聚丙烯酰胺水凝胶人工血管材料制备及性能分析

自主设计了管状器官浇注成型模具,以海藻酸钠及丙烯酰胺为原材料,涤纶单丝编织管为增强基,制备出了互穿网络结构的编织增强水凝胶人工血管材料。研究了Ca~(2+)溶液作用时间对水凝胶体积溶胀率和拉伸断裂强度的影响,同时对管状水凝胶材料的拉伸性能、压缩性能、缝合线固位强力以及径向顺应性等进行了表征。研究表明,Ca~(2+)溶液作用的最佳时间为5h,获得水凝胶SP_3。利用SP_3水凝胶和编织管道制备的复合水凝胶管成型良好,不发生明显的体积溶胀,且力学性能优良,具有作为移植用人工血管的潜力。     

等规聚丙烯单丝的多级拉伸及其力学性能的研究

本文通过不同的拉伸方法研究了等规聚丙烯单丝的拉伸性能。着重讨论了多级拉伸的特点,并和常规的一级或二级拉伸作了比较。试验发现,在相同的纺丝条件下,多级拉伸大大提高了 IPP 单丝的拉伸性能,拉伸倍数可达25倍。多级拉伸中,拉伸倍数的分配徊拉伸温度的选择是影响拉伸倍数的关键因素。拉伸倍数应逐渐降低,而拉伸温度则应逐级增高。多级拉伸所得 IPP 单丝的力学性能与常规拉伸纤维相比有明显的提高。采用普通单丝级切片即能得到强度为6.62 cN/dtex(7.5g/d)、模量大于100 cN/dtex 的高强度单丝。     

热处理工艺对27SiMn钢力学性能的影响

27SiMn液压支架管经过调质热处理来实现其良好的综合力学性能.采用四因素三水平的热处理正交试验,研究了不同热处理工艺参数(淬火温度、淬火保温时间、回火温度和回火保温时间)对力学性能的影响,并确定了最优热处理工艺制度为930℃,40 min淬火和480℃,50 min回火.经最优热处理工艺处理后,其力学性能为:屈服强度895 MPa,抗拉强度1030MPa,伸长率15%,断面收缩率54%,冲击功53.3 J,满足了GB/T 17396—1998标准中对27SiMn钢的性能要求.