组织工程用梯度支架材料的制备与表征

论文摘要

组织工程是在组织水平上操作的生物工程，主要致力于组织和器官的形成和再生，它是对外科领域中组织、器官缺损和功能障碍传统治疗方法和模式的一次革命。它用工程学和生命科学的原理，研究生物组织的结构、功能和生长的机理，研制生物替代品，以恢复受伤的组织或器官的功能。其中，支架材料作为细胞粘附、生长的载体，在组织工程中起着举足轻重的作用。本文旨在采用生物相容性良好的聚合物材料，制备组织工程用梯度支架材料，并对其进行表征，开拓聚合物梯度材料研究及其与其他领域交叉的新的研究方向，促进聚合物科学与生物材料领域的交叉，为试制组织工程用支架材料进行探索。 采用改进的溶液浇铸／粒子沥滤工艺，制备了双层和多层孔径梯度变化的聚乳酸(PLLA)多孔支架材料。通过调整致孔剂粒子的粒径以及PLLA与致孔剂粒子的比例，可有效地调控支架的各项参数(支架材料大小、孔径、孔隙率等)。梯度支架材料内部，界面处孔的连通性良好。 对制备的PLLA梯度支架材料进行分形研究，确定了梯度PLLA支架内部分维值的变化趋势，表明采用改进的粒子沥滤法制备的梯度支架，内部无明显界面，孔径过渡平缓。 通过对电纺丝工艺的研究，获得了比较合适的聚乳酸电纺丝工艺条

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 功能梯度材料概述
• 1.1.1 简介
• 1.1.2 梯度材料的制备及表征技术
• 1.1.3 梯度材料的应用
• 1.1.4 梯度材料在高分子领域的发展
• 1.2 组织工程支架材料概述
• 1.2.1 组织工程概述
• 1.2.2 组织工程细胞支架材料
• 1.2.2.1 天然高分子生物材料
• 1.2.2.2 人工合成可降解聚合物
• 1.2.2.3 其它无机材料
• 1.2.2.4 复合材料
• 1.2.3 组织工程支架的制备技术
• 1.2.3.1 纤维粘接法
• 1.2.3.2 溶液浇铸／粒子沥滤法
• 1.2.3.3 气体发泡法
• 1.2.3.4 相分离／冻干法
• 1.2.3.5 快速成型法
• 1.3 电纺丝法制备纳米纤维及其组织工程支架中的应用
• 1.3.1 电纺丝基本原理
• 1.3.2 静电纺丝过程中的可控参数
• 1.3.2.1 溶液浓度
• 1.3.2.2 纺丝电压
• 1.3.2.3 接收距离
• 1.3.2.4 挤出速度
• 1.3.2.5 溶剂
• 1.3.2.6 空气湿度
• 1.3.3 电纺丝法在组织工程中的应用
• 1.4 论文选题的目的和意义
• 1.5 本课题的主要研究内容
• 1.6 本课题的创新点
• 第二章 粒子沥滤法制备梯度支架材料的研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 原料
• 2.1.2 支架的设计
• 2.1.3 支架的制备
• 2.1.4 孔隙率的测定
• 2.1.5 三维结构观察
• 2.1.6 支架材料压缩性能测试
• 2.1.7 梯度支架的分形研究
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 外观观察
• 2.2.2 支架沥滤时间及孔隙率的比较
• 2.2.3 PLLA支架的内部三维结构
• 2.2.4 PLLA支架的机械性能
• 2.2.5 关于致孔工艺
• 第三章 PLLA梯度支架的分形研究
• 3.1 分形理论及维数测定程序
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 第四章 电纺丝法制备组织工程用梯度支架材料
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 试剂与原料
• 4.1.2 电纺丝设备
• 4.1.3 纺丝条件的确定
• 4.1.4 PHB／FAP复合电纺丝膜的制备
• 4.1.5 梯度聚合物膜的制备
• 4.1.6 三维结构观察
• 4.1.7 薄膜中无机物FAP含量的确定
• 4.1.8 电纺丝膜材料拉伸性能测试
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 电纺丝薄膜纤维的直径及直径分布与纺丝液浓度的关系
• 4.2.2 PLLA纤维的直径及直径分布与纺丝电压的关系
• 4.2.3 PLLA纤维的直径及直径分布与接收距离的关系
• 4.2.4 PLLA纤维的直径及直径分布与注射泵流速的关系
• 4.2.5 纤维直径梯度分布的多孔PLLA膜
• 4.2.6 PHB／FAP电纺丝纤维的微观形态
• 4.2.7 梯度薄膜中无机物FAP的含量
• 4.2.8 FAP／PHB复合膜的机械性能
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介