高韌度水凝膠人工角膜支架的制備及其性能研究
發(fā)布時(shí)間:2018-04-09 22:13
本文選題:聚丙烯酸 切入點(diǎn):聚(N-異丙基丙烯酰胺) 出處:《浙江大學(xué)》2014年博士論文
【摘要】:目的: 本研究致力于研制一種強(qiáng)韌的、智能的、生物相容性良好的,并具有精確控制性的孔徑和高度穿通性的多孔結(jié)構(gòu)的水凝膠支架,以用作人工角膜裙邊,從而使人工角膜具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能和良好的生物整合性能。 方法: 利用雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠合成技術(shù),以丙烯酸和N-異丙基丙烯酰胺為單體材料,在交聯(lián)劑和光引發(fā)的參與下合成具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。接著,利用球模多孔支架構(gòu)建技術(shù),使聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠在燒結(jié)好的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球模板內(nèi)部孔型中交聯(lián)聚合形成,在溶解去除PMMA微球后,即可得聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)水凝膠球模多孔支架。該支架的形態(tài)學(xué)利用掃描電子顯微鏡來(lái)分析;利用Instron生物材料系統(tǒng)對(duì)聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠及其多孔支架進(jìn)行拉伸應(yīng)力應(yīng)變檢測(cè),并以由該檢測(cè)得出的斷裂應(yīng)力、斷裂應(yīng)變、楊氏模量和韌性模量來(lái)評(píng)價(jià)聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠及其多孔支架的機(jī)械性能;聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的溫度敏感性和pH敏感性是通過(guò)平衡溶脹反應(yīng)在不同的溫度和pH環(huán)境中測(cè)得。聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠多孔支架的生物相容性則分別借助體外間接細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、內(nèi)毒素檢測(cè)實(shí)驗(yàn)以及細(xì)胞生物相容性實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)和反映,其中將NIH-3T3細(xì)胞作為體外生物相容性實(shí)驗(yàn)的模型細(xì)胞。將聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠球模多孔支架移植到兔眼的結(jié)膜下,并通過(guò)該兔眼模型體內(nèi)實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)該水凝膠球模多孔支架的生物整合性能。 結(jié)果: 機(jī)械性能檢測(cè)顯示聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠及其多孔支架的韌度分別高達(dá)約1.4×107Jm-3。和1.5×106Jm-3。,該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通合成性水凝膠,并且符合許多人體器官的機(jī)械性能要求,如角膜、皮膚、血管和肌腱。平衡溶脹實(shí)驗(yàn)表明聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠具有溫度敏感和pH敏感的雙重敏感性,顯示該水凝膠及其支架具有良好的智能響應(yīng)性,在組織工程和藥物緩釋系統(tǒng)等方面有廣泛應(yīng)用前景。體內(nèi)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明了,聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠多孔支架可以為NIH-3T3細(xì)胞提供良好的粘附、生長(zhǎng)和增殖界面,并顯示出良好的生物相容性。體內(nèi)兔眼植入手術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,聚丙烯酸/聚(N-異丙基丙烯酰胺)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠多孔支架可以促進(jìn)周邊組織細(xì)胞大量遷移到支架內(nèi)并在其多孔結(jié)構(gòu)中增殖、分化以及分泌膠原纖維和細(xì)胞外基質(zhì)。 結(jié)論: 在本實(shí)驗(yàn)中,利用雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠技術(shù)和球模多孔支架構(gòu)建技術(shù)的結(jié)合,成功構(gòu)建了具有高韌度、智能性、精確控制孔徑的和高度穿通性的多孔結(jié)構(gòu)的水凝膠三維多孔支架,該支架顯示了良好的生物相容性和生物整合能力。以上特性使其作為良好的人工角膜裙邊成為可能。
[Abstract]:Objective:
This study is devoted to the development of a strong, intelligent, good biocompatibility, hydrogel scaffolds with porous structure and precise control of the size and height of perforating, as artificial cornea skirt, so that the artificial cornea has appropriate mechanical properties and good biological integration performance.
Method錛,
本文編號(hào):1728390
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