【摘要】：組織工程支架能夠?yàn)榧?xì)胞提供生長繁殖環(huán)境,并誘導(dǎo)細(xì)胞形成具有特定幾何外形的組織,它是組織工程的重要組成部分。理想支架需要具備多孔的三維立體結(jié)構(gòu),為組織或器官中細(xì)胞的粘附、增殖和代謝提供空間。本文提出了一種具有復(fù)雜外形的三維組織工程支架的制備方法:電紡薄膜脹大工藝,研究了三維支架制備中工藝參數(shù)的影響規(guī)律,并開展了體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。本文的主要研究內(nèi)容如下:1、提出了制備復(fù)雜三維組織工程支架的靜電紡絲薄膜脹大工藝。首先,將覆蓋有硼氫化鈉的聚己內(nèi)酯(Polycaprolactone,PCL)電紡薄膜置入三維打印機(jī)制造的模具中并裝配;然后將裝配體置于甲醇中,經(jīng)毛細(xì)作用硼氫化鈉與甲醇會(huì)在薄膜內(nèi)部發(fā)生反應(yīng),生成的氫氣將PCL薄膜脹大;最后,在模具的約束下形成三維組織工程支架。本文成功制造出不同復(fù)雜形狀的三維支架,包括半球形、內(nèi)部中空的圓柱形、骨頭外形、半月板外形以及卡通人物大白外形的支架。2、系統(tǒng)研究了三維支架制備中工藝參數(shù)對(duì)電紡薄膜脹大過程的影響規(guī)律。采用L27(313)正交表設(shè)計(jì)了有交互作用的正交試驗(yàn)研究了 PCL溶液濃度、紡絲電壓、注射泵流速、溶液噴頭到接收裝置的距離、紡絲時(shí)間以及硼氫化鈉的質(zhì)量等工藝參數(shù)對(duì)脹大效果的影響。結(jié)果表明,因素影響強(qiáng)弱次序?yàn)?PCL的濃度電壓硼氫化鈉的質(zhì)量紡絲時(shí)間溶液噴頭到接收裝置的距離注射泵流速;最優(yōu)脹大條件為:PCL的濃度為8 wt%,電壓為15 kV,流速為4 mL/h,溶液噴頭到接收裝置的距離為20 cm,紡絲時(shí)間為60 min,硼氫化鈉的質(zhì)量為5 g;在該最優(yōu)條件下獲得的三維支架的高度高達(dá)24 mm。3、針對(duì)所制備的三維支架開展體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。用L929小鼠成纖維細(xì)胞測試了二維薄膜支架、自由脹大三維支架和可控脹大三維支架的細(xì)胞毒性、生物相容性和粘附能力。結(jié)果表明,通過硼氫化鈉脹大工藝制造的三維支架具有良好的生物相容性和細(xì)胞粘附性;利用可控三維支架培養(yǎng)細(xì)胞到第7天時(shí)的增殖結(jié)果顯示其光密度(Optical Density,OD)值為2.732,比二維電紡薄膜支架提升了 21%。同時(shí),本文通過生物三維打印技術(shù)提出了一種支架形狀及細(xì)胞類型、位置皆可控的“細(xì)胞-支架”復(fù)合物支架制造的新思路。本文所取得的上述研究成果,解決了傳統(tǒng)靜電紡絲方法無法制造三維組織工程支架的瓶頸難題,為醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用中三維支架的制造提供了新工藝,具有廣闊的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(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
【圖文】：

論文得了具有高孔隙率和內(nèi)部高連通支架［２３］。由于擠出機(jī)的共混是高溫熔一些致孔劑（如：氯化納顆粒）破碎，最終影響泡孔尺寸與分布，導(dǎo)能。為了解決這一問題，Ｐｅｎｇ等研發(fā)了葉片塑化輸送裝置，并利用該及分布均勻的支架［２４］。逡逑？？？？＃？邋ＳＣＦ邋ｆｌｏｗ邐Ｉ逡逑

＾邋ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ逡逑調(diào)逡逑圖１．１邋（ａ）微孔注射成型機(jī)的裝配示意圖：（ｂ）大孔隙支架的ＳＥＭ圖像；（ｃ）小孔隙支架的ＳＥＭ圖像逡逑１．２．２靜電紡絲技術(shù)逡逑靜電紡絲技術(shù)是一種能迅速制備納米纖維的技術(shù)，其具有設(shè)備筒單、操作簡易以及生逡逑產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如：制備生物醫(yī)用材料、納米材料、過濾逡逑用材料以及傳感器等［２５］。通過靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維擁有獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)特性，因逡逑而被用于制備ＭＥＭＳ結(jié)構(gòu)、柔性電子、導(dǎo)電納米纖維、醫(yī)用支架等方向的研究越來越廣逡逑泛。逡逑目前，靜電紡絲法也是制備組織工程支架所使用的一種較為廣泛的方法。研究者們對(duì)逡逑靜電紡絲制備組織工程支架的研究主要為了獲得在微觀上具有適合的孔隙率和高連通性，逡逑在宏觀上具有特定的三維形狀的組織工程支架［２６＿２８］。根據(jù)靜電紡絲纖維制備過程可以將對(duì)逡逑其的研究方向分為三類：（１）紡絲材料（如：改變紡絲材料，或者添加致孔劑等）［２９，３０］；逡逑６逡逑

如：Ｃｈｅｎ以膠原蛋白和硫酸肝素為打印材料，制備了具有孔隙均勻、高孔隙率的支架逡逑實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用該材料制備的支架有利于細(xì)胞粘附和生長，同時(shí)又能提供較高力逡逑學(xué)性能，其中抗壓強(qiáng)度可達(dá)３０８．９ｋＰａ，支架的宏觀及微觀形貌如圖１．３所示。逡逑９逡逑

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