【摘要】：靜電紡納米纖維以其具有模擬細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)結(jié)構(gòu)與功能的作用,已在組織工程支架材料領(lǐng)域得到廣泛研究。傳統(tǒng)隨機(jī)排列納米纖維支架顯示出較低的機(jī)械強(qiáng)力,缺少足夠的生物地形指引,而定向納米纖維的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)凸顯。目前,人們通常將納米纖維束/紗與各種紡織技術(shù)如編織、針織、非織等相結(jié)合來構(gòu)建不同結(jié)構(gòu)的三維(3D)組織工程支架,而基于3D定向納米纖維的支架將具有更加明顯的使用優(yōu)勢(shì),可以通過優(yōu)化電紡技術(shù)和后加工處理,以及結(jié)合其他組織工程支架的構(gòu)建方法進(jìn)行制備。本課題為了擴(kuò)展定向納米纖維在血管、肌肉、骨、神經(jīng)等組織工程支架方面的應(yīng)用,提出采用納米纖維包覆紗作為組織工程支架材料的新方法。本課題設(shè)計(jì)了一種制備納米纖維包覆紗的新型靜電紡絲設(shè)備,將定向聚己內(nèi)酯(PCL)納米纖維包覆在芯紗醫(yī)用級(jí)聚乙醇酸(PGA)多股線上,制備出定向納米纖維包覆紗(A-PCLs)。首先,研究了紡絲溶劑的性質(zhì)對(duì)紡絲工藝的影響,探討出在紡絲電壓15 kV,接收距離15 cm條件下,PCL溶解在三氯甲烷/N,N-二甲基甲酰胺(TCM/DMF 70/30)10wt%溶劑中,紡絲工藝最佳。其次,改進(jìn)了原有自制包覆紗裝置,引入同步齒輪驅(qū)動(dòng)使制備更加穩(wěn)定,采用電場(chǎng)模擬及實(shí)驗(yàn)觀察確定最佳的平行鋁片跨距為3cm。最后構(gòu)建了包覆模型,在控制卷繞速度為30 rpm條件下,只改變同步齒輪轉(zhuǎn)速,速度控制在300,500,700rpm條件下制備出三種A-PCLs支架(300-PCLs,500-PCLs,700-PCLs)。利用電鏡觀察表面形態(tài),并測(cè)試了包覆紗的機(jī)械強(qiáng)度和孔隙率。結(jié)果表明:A-PCLs支架納米纖維直徑及孔徑分布差異不大,但A-PCLs支架較無序排列納米纖維包覆紗(R-PCLs)有較大的孔徑。A-PCLs中PCL納米纖維直徑分布均勻,其表面納米纖維排列角分別為10°,35°,85°,且能很好的包覆于芯紗表面,形成核殼結(jié)構(gòu)。與芯紗相比,孔隙率從19%增至90%,斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率得到明顯提高(290 MPa至372 MPa;19%至28%),親水性也相應(yīng)提升。將BALB/3T3細(xì)胞在A-PCLs上進(jìn)行培養(yǎng),并對(duì)生長(zhǎng)細(xì)胞進(jìn)行形態(tài)分析和MTT測(cè)試,研究確定其體外生物學(xué)性能。細(xì)胞培養(yǎng)3天通過顯微鏡及電鏡觀察,A-PCLs支架相比于芯紗更利于BALB/3T3細(xì)胞生長(zhǎng),生長(zhǎng)在三種A-PCLs支架(300-PCLs,500-PCLs,700-PCLs)上的細(xì)胞呈梭型,排列角度分別沿10°,35°和85°排列,而R-PCLs上的細(xì)胞為無規(guī)則橢圓狀。MTT結(jié)果顯示,A-PCLs支架生物活性較強(qiáng),相比芯紗及R-PCLs具有顯著性差異。
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ340.64;R318.08

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2738100