PPDO/可降解铁混合编织血管支架的结构设计及力学性能

针对用聚对二氧环己酮(PPDO)制备的血管支架(PS)存在支撑强度与支撑时间不足的现状，设计可降解金属Fe与PPDO混合编织血管支架(FPS)。为达到更好的支撑效果，设计并制备PPDO轴纱加固支架(tFPS)与PCL固结编织点加固支架(hFPS)。采用平板压缩法评价血管支架的径向压缩性能；采用弯折法(定性)与悬臂梁法(定量)评价血管支架的弯曲性能；对血管支架进行50 d的体外加速降解试验，观察支架的形貌变化并计算质量损失。结果表明：tFPS、hFPS的径向支撑力相比PS、FPS提高约2倍，有利于保持血管支架植入前期的支撑性能；hFPS的柔顺性优于tFPS;所有支架均具有超过30 d的力学稳定性，FPS、hFPS、tFPS的PPDO组分降解速度快于PS。总体而言，hFPS在降解过程中表现出优异的结构稳定性。     

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.     

血管内支架径向压缩性能的测试方法

以3种不同直径的聚丙烯(PP)单丝为原料,分别编织4种不同密度共12枚血管内支架.采用平面压缩法在不同上平面尺寸和不同接触界面条件下对支架的径向支撑力、径向压强及弹性回复率进行测试和分析.试验结果表明:使用平面压缩法对支架径向支撑力进行测试时,应选用尺寸大于支架外径的上平面;3种接触面测试支架径向压缩性能时,压缩曲线趋势均一致,测试值有一定差异;采用薄膜包覆支架进行压缩时,压缩曲线较为平滑.     

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.     

一体化编织型血管覆膜支架的压缩性能

采用新型编织技术制备了螺旋平行分布和交叉分布的4种不同结构的一体化血管覆膜支架,研究支架不同结构与其平面压缩性能的关系,考察不同压缩测试条件(压缩和回复速率以及压缩停滞时间)对支架的径向压缩强力、应力松弛率和弹性回复率的影响,综合评价其压缩性能.结果表明:小节距同向螺旋平行分布血管覆膜支架(A2)具有压缩强力较高、应力松弛率最小、弹性回复率高,故其压缩性能最好;随着压缩停滞时间的延长,大节距同向螺旋平行分布血管覆膜支架(A1)和交叉分布血管覆膜支架(B1和B2)的应力松弛率明显增加,且弹性回复率降低.     

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.     

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.     

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.     

PLGA多孔支架降解与成骨细胞相互作用的影响

研究聚丙交酯-乙交酯(PLGA)多孔支架降解和大鼠股骨成骨细胞生理活性之间的相互影响.将大鼠股骨成骨细胞接种于PLGA多孔支架上,观察4周降解时间内成骨细胞增殖活性、碱性磷酸酶(ALP)活性和钙浓度的变化以及PLGA相对分子质量损失、拉伸性能和压缩性能的变化.实验结果表明,支架降解初期,成骨细胞增殖活性较高,ALP活性和分泌钙的浓度较低;支架降解中后期,细胞增殖速度明显减慢,ALP活性和分泌钙的浓度明显下降.接种有细胞的支架降解过程中相对分子质量减小的速度快于对照组,力学拉伸强度和压缩杨氏模量低于对照组.支架材料中后期降解对细胞产生的影响大于降解初期,细胞附着于支架的生理活动加快了支架降解速度.     

皮芯结构的纤维基组织工程肌腱支架的制备及性能研究

以聚乙交酯(polyglycolide,PGA)纤维和聚丙交酯(polylactide,PLA)纤维为原料,采用小口径针织技术制备了一种具有皮芯结构的新型纤维基组织工程肌腱支架.对支架的体外降解行为及细胞在支架上的黏附情况进行了研究.研究表明,支架的整个降解过程分为“强力下降期”、“质量损失期”、“准稳定期”三个阶段,细胞在支架的皮层和芯层上均黏附较好,而且分泌了大量的细胞外基质.     

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.     

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.     

利用装载内皮细胞生长因子的丝素纳米球制备具有生物活性的电纺支架材料

蚕丝纤维作为一种天然材料,是最早被利用的生物材料之一,其中含有的丝素蛋白使其具有优良的力学性能,组织相容性及可降解性,在生物医学领域得到广泛关注.将丝素蛋白从蚕丝中提取出来,制成纳米球,使其负载内皮细胞生长因子(VEGF)并混入聚己内酯(PCL)纺丝液中,通过静电纺丝技术制备得到纤维内含有丝素纳米球的PCL电纺膜.体外释放表明丝素纳米球及含丝素纳米球的电纺纤维膜都有很好的缓释效果;生物体内评价结果表明负载有VEGF的丝素纳米球混合的PCL电纺支架促进了体内的细胞浸润和周围血管化.     

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．     

PGA,PLA,PGLA碱处理改性及降解性能

采用NaOH对聚乙交酯(polyglycolic acid,PGA)、聚丙交酯(polylactic acid,PLA)及聚乙交酯丙交酯(poly(L-lactide-co-glycolide),PGLA)纤维进行处理.将一定量的试样纤维置于温度为37℃和pH值为7.4的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中进行3周的体外降解试验.通过测定纤维熔点、接触角、质量损失、强力损失以及纤维表面形态,对PGA,PLA及PGLA纤维碱处理后的热力学降解性能进行研究探讨.研究表明,碱处理后PLA的熔点略有升高,PGA和PGLA的熔点略有降低,3种纤维的水接触角、质量和强力减小;降解过程中PGA和PGLA的质量损失和强力损失显著,而PLA变化很小.     

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.     

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.     

大黄素洗脱可降解涂层支架的制作及其体内外实验研究

以肝素化吗啉二酮苄酯与L-丙交酯的共聚物材料作为药物支架可降解涂层的药物载体材料,大黄素作为药物,在自制的计算机控制的喷涂设备上成功制备了大黄素药物洗脱支架(药物含量(150±5)ug).并研究了大黄素支架在体外磷酸盐缓冲液(PBS,pH=7.4)中,(37±0.5)℃下的释放.最后在体内与裸支架和不舍药的聚合物涂层支架进行了1个月和3个月的对照实验.研究发现,所制备的药物支架扩张后表面无撕裂、挂膜.此外,高含量比的药物支架(大黄素含量50%)中的药物10 d内的释放达到90%.3个月后体内涂层材料大部分发生降解,从血管切片和内膜厚度可以看出,大黄素对内膜增生有着明显的作用,可以抑制血管内的再狭窄.     

3D打印器官源脱细胞外基质血管支持补片重建腹壁的组织工程方法

以脱细胞真皮基质(acellular dermal matrix, ADM)和聚乳酸(polylactic acid, PLA)为材料制备3D打印血管支撑补片(又称支架),用于动物模型腹壁缺损的修复.优化了3D打印可植入补片的设计和实验工艺条件.对制备的3D打印补片的机械强度、表面形态、细胞毒性和生物相容性进行了测试,并与猪小肠黏膜下层(porcine small intestinal submucosa,PSIS)补片和PLA补片进行了比较.结果表明, 3D打印补片的缝合载荷、抗拉强度、亲水性和降解率均显著高于PSIS补片和PLA补片.同时,对3D打印补片的细胞相容性进行体外评价,结果表明细胞活力好且无毒.以大鼠作为动物模型,对3D打印补片的生物相容性和腹壁重建效果进行体内评价.结果表明,缺损区域修复良好,无明显感染、血清肿、血肿等情况发生.综上,证明了所制备的3D打印ADM-PLA-ADM补片比PSIS补片和PLA补片具有更好的组织再生性能, 3D打印补片可实现腹壁缺损的无张力闭合.因此, 3D打印ADM-PLA-ADM补片有望应用于腹壁重建.