采用静电纺技术与编织技术相结合的方法制备复合人工血管支架

论文摘要

近年来,血管疾病的发病率日益增加,在临床上急需大量病变血管的替代品,尤其是直径小于6mm的小口径人工血管。然而,人工血管移植人体内后缺乏生长活性,不能随宿主情况进行适应性调整,而且易导致栓塞。因此,应采用组织工程技术制备内层有完整内皮覆盖、外层便于平滑肌细胞生长有活性的小口径血管,才能取得满意的相容性和长期的通畅率。本课题基于此方面的考虑,首次采用静电纺技术与编织技术相结合的方法制备复合人工血管支架,对其进行了一系列的性能测试和比较,并最终确定最佳组合。通过扫描电镜观测发现由P（LLA-CL）（50/50）6wt%制备的纳米纤维膜具有更好的纤维形态并且直径分布均匀,平均直径为450nm;P（LLA-CL）（75/25）比P（LLA-CL）（50/50）具有更好的亲水性和更高的结晶度,而孔隙率则恰好相反;两种编织材料制得管状支架的孔隙率分别为65.18%和64.52%,PGLA略高;温度100℃,时间10min被确定为最佳热定型参数;红外光谱图中各个峰出现的位置能够与材料中各个基团的特征峰很好的对应;拉伸力学测试显示由P（LLA-CL）（50/50）制备的纤维膜比P（LLA-CL）（75/25）具有更高的断裂伸长率但断裂应力较低,而管的力学性能优于膜,复合管支架的力学性能更是得到了很好的加强,P（LLA-CL）（75/25）复合管支架的断裂应力超过15MPa,而P（LLA-CL）（50/50）复合管支架的断裂应力更是接近了22Mpa,前者的断裂伸长率超过360%,而后者的断裂伸长率更是达到了420%;细胞生物相容性实验表明猪髋动脉内皮细胞在6wt%和8wt%P（LLA-CL）（50/50）的纳米纤维膜上更能有效的粘附与增殖;HE染色图片和SEM照片都显示出内皮细胞良好的生长形态,P（LLA-CL）（50/50）6wt%纤维膜上的细胞行为最为突出,给予了MTT实验有力的佐证;而动物实验中可以维持两个月以上血液通常率的成功案例也为复合血管支架广阔的应用前景奠定了良好的基础。综上所述,通过各项性能的综合评价,内层为纺丝液浓度6wt%的P（LLA-CL）（50/50）制备的纳米纤维膜,外层为PLLA纳米纤维编织层,热定型温度100℃,时间10min,采用壳聚糖溶液涂层的方法制备的复合血管支架的各项性能都有着充分的优势,且具有良好的生物相容性,在组织工程方面具有更好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 血管研究的现状
• 1.1.1 人工血管的研究进展
• 1.1.2 组织工程血管的研究进展
• 1.2 血液相容性以及提高血液相容性的技术
• 1.2.1 血栓的形成
• 1.2.2 血液相容性概念
• 1.2.3 血液相容性评价方法
• 1.2.4 提高血液相容性的技术
• 1.3 静电纺
• 1.3.1 静电纺原理
• 1.3.2 静电纺纤维的影响因素
• 1.3.3 静电纺在血管组织工程中的应用
• 1.4 编织
• 1.4.1 编织机工作原理
• 1.4.2 对编织机的具体工艺要求
• 1.4.3 编织工艺参数
• 1.5 后处理
• 1.5.1 热定型的机理
• 1.5.2 涂层
• 1.6 几种常见的可生物降解材料
• 1.6.1 聚乳酸（PLA）
• 1.6.2 聚己内酯（PCL）
• 1.6.3 聚乙丙交酯（PGLA）
• 1.6.4 聚己内酯与左旋聚乳酸共聚物
• 1.7 组织工程血管的展望
• 1.8 本文的研究内容及意义
• 1.8.1 研究意义
• 1.8.2 研究内容
• 1.8.3 创新点
• 第二章 P（LLA-CL）静电纺复合纳米纤维膜的制备及表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验材料和仪器
• 2.2.2 溶液配制及静电纺丝
• 2.2.3 形态表征
• 2.2.4 红外图谱分析
• 2.2.5 X-射线衍射分析
• 2.2.6 亲疏水性研究
• 2.2.7 孔隙率研究
• 2.2.8 拉伸力学性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 纺丝溶液浓度与纤维形态的关系
• 2.3.2 红外光谱
• 2.3.3 XRD图谱分析
• 2.3.4 孔隙率研究
• 2.3.5 水接触角分析
• 2.3.6 静电纺纳米纤维的力学性能
• 2.4 小结
• 第三章 纳米纤维编织管和复合管的制备及表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验材料和仪器
• 3.2.2 编织
• 3.2.3 后处理
• 3.2.4 正交试验方案
• 3.2.5 孔隙率研究
• 3.2.6 拉伸力学性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 热定型
• 3.3.2 编织材料对孔隙率的影响
• 3.3.3 复合支架的力学性能
• 3.3.4 膜、管及复合管的力学性能比较
• 3.4 小结
• 第四章 生物相容性及动物实验
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验材料和仪器
• 4.2.2 材料准备
• 4.2.3 细胞培养
• 4.2.4 MTT实验
• 4.2.5 细胞微观形貌观察
• 4.2.6 实验原理
• 4.2.7 动物实验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 静电纺纤维膜的细胞粘附
• 4.3.2 静电纺纤维膜的细胞增殖
• 4.3.3 细胞微观形貌观察
• 4.3.4 血管支架在动物体内的生物相容性分析
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间发表论文及专利情况
• 谢辞