【摘要】：骨組織工程是采用生物學和工程學的原理和方法,研制具有修復骨缺損能力的骨替代物的一門科學。骨組織工程的研究和發(fā)展彌補了臨床上傳統骨移植物供應的不足,為修復骨缺損提供了新的途徑。其中,三維多孔支架是組織工程骨的重要組成部分,起到力學支撐、引導細胞黏附、促進細胞和代謝物質運輸的作用。生物可降解的復合材料支架由于其良好的生物降解性、生物相容性、合適的機械性能以及孔結構與松質骨相似,在人骨缺損修復方面得到了廣泛研究。但由于早期骨組織工程理論和復合支架制備技術等尚不成熟,現有的骨修復支架或多或少地存在不滿足臨床應用的方面,其中尤為突出的是:力學性能不足,無法滿足承力骨修復的要求;降解速率難調控,支架的生物降解速度與新骨替代生成速度不一致;細胞活性缺失,為了確保力學性能滿足要求,單一地使用合成聚合物作為支架基質材料存在缺少細胞識別位點的問題。針對上述的問題,本文通過改良的方法制備了三種骨支架,對其結構和有關性能進行了詳細的表征和測試,并進一步對這些問題進行了闡述。(1)聚乳酸/乙基纖維素/羥基磷灰石(PLA/EC/HA)復合支架的制備及其力學性能研究。支架的力學性能不足將導致應用過程中過早失效。本章采用高濃度溶劑澆鑄、粒子瀝濾和室溫壓縮成型相結合的方法制備了PLA/EC/HA復合支架。PLA和EC作為基質,加入EC目的是改善PLA的親水性和力學性能。HA作為天然骨的主要成分,已經被證明具有良好的生物相容性和骨傳導性,對于骨缺損修復具有重要作用。熱性能測試、接觸角和吸水率測試、以及體外降解測試均表明復合支架具有良好的熱穩(wěn)定性、親水性和降解性能。更重要的是,微觀形貌觀察和力學測試表明,高濃度溶劑澆鑄和室溫壓縮成型過程使得支架具有致密、穩(wěn)定的三維結構,提升了支架的壓縮性能。壓縮性能最佳的P8H2復合支架的抗壓強度達到1.57±0.09 MPa,達到了松質骨抗壓強度的范圍,滿足了臨床應用對承力骨支架力學性能的要求。(2)聚乳酸/木質纖維素/羥基磷灰石/58S生物活性玻璃(PLA/LG/HA/BG)復合支架的制備及其降解性能研究。如何簡單有效地調控支架的降解速率一直是骨組織工程領域的研究難點。本章通過溶劑澆鑄/粒子瀝濾和溶膠-凝膠法相結合的簡單工藝制備了PLA/LG/HA/BG復合支架。以PLA為基體,HA和LG分別用作零維增強劑和一維增強劑,HA和BG賦予支架生物活性,通過簡單調節(jié)BG的含量實現支架的可控降解。對P1B0、P20B1和P10B1復合支架的結構、力學性能及表面生物活性進行了檢測與分析,體外降解測試對制備的骨支架的降解速率進行了評價。結果表明:骨支架具有良好的力學性能,壓縮性能最佳的P20B1復合支架的抗壓強度達到1.76±0.15 MPa;在SBF中誘導類骨磷灰石沉積;隨著BG含量的增加,支架的降解速率逐步加快。理論上,通過控制植入缺損部位的復合支架的降解速率,使之與新骨生長速率匹配,可以實現骨重建。本章節(jié)研制出了具有三維多孔結構、適于新骨生長的孔徑、優(yōu)良的力學性能、可控降解速率以及表面生物活性好的骨組織工程支架。(3)聚己內酯/58S生物活性玻璃-海藻酸鈉/明膠(PCL/BG-SA/Gel)支架的制備及其細胞相容性研究。天然-合成材料復合物能夠結合天然高分子材料的優(yōu)良的細胞活性和合成高分子材料的杰出的力學性能,具有單一聚合物所不具備的獨特性能。本章選取天然材料中的海藻酸鈉和明膠、無機材料中的生物活性玻璃以及人工合成材料中的聚己內酯,采用改良的熔融鑄模法制備了PCL/BG-SA/Gel支架。由于在材料選擇上采用了含有細胞識別位點(Arg-Gly-Asp(RGD)序列)的明膠,理論上,這種復合支架將更有利于細胞黏附。復合支架的主體部分仍然是PCL/BG復合物,力學性能測試證明這種復合支架具有優(yōu)良的壓縮性能,壓縮性能最佳的HS-3復合支架的抗壓強度達到1.44±0.02 MPa,滿足修復松質骨缺損的要求。采用簡單的注射器逐滴滴加的方法制備了SA/Gel復合微球,并將它用作致孔劑,與熔融鑄模法結合制備多孔支架,這種新型的天然-合成材料復合物制備技術證明是一種簡單、可行的方法,對進一步開發(fā)天然-合成材料復合物具有啟發(fā)意義。
【圖文】：

圖 1-1 骨組織工程支架修復骨缺損Fig. 1-1 The process of bone defect repair by bone tissue engineering scaffold1.1.2 骨組織工程支架的性能要求

圖 2-1 抗壓強度Fig. 2-1 Compressive strength2.3.6 體外生物礦化測試為了評估多孔支架（Ф 11.5 ×2 mm）體外形成磷灰石的能力，，根據以前的報
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R318.08

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 劉順振;侯玉東;;骨組織工程支架材料的研究進展及臨床應用[J];中國組織工程研究與臨床康復;2011年42期

2 崔福齋;;骨組織工程的發(fā)展趨勢[J];中國醫(yī)療器械信息;2010年02期

3 黃勵中;林宗瓊;佘厚德;肖秀峰;劉榕芳;;殼聚糖-聚己內酯復合膜的制備及其性能研究[J];膜科學與技術;2008年06期

本文編號：2676246