左旋聚乳酸(PLLA)具有良好的生物相容性和生物降解性,是一種常用的骨修復(fù)材料。采用溶劑澆注/冷凍干燥工藝制備多孔PLLA支架,綜合了致孔劑技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),把PLLA溶液澆注于冰顆粒致孔劑間隙,然后冷凍干燥去除溶劑和冰顆粒,制備三維多孔PLLA支架。這種工藝制備的多孔PLLA支架具有孔隙率高、無致孔劑殘留、孔連通性好等優(yōu)點(diǎn)。但是,存在工藝穩(wěn)定性差,支架表面親水性差和力學(xué)性能低的不足。本論文開展多孔PLLA支架制備工藝的優(yōu)化研究,從新型可升華致孔劑的制備和多元PLLA溶液凍融特性的研究這兩方面入手,系統(tǒng)研究了多孔PLLA支架的孔結(jié)構(gòu)形成、制備工藝改進(jìn)和表面改性方法。研究了新型可升華微球致孔劑的制備方法,將表面張力較小的混合溶劑噴射入液氮中,凍結(jié)后形成球形微顆粒。研究結(jié)果表明,體積比為70/30的1,4-二氧六環(huán)/水混合溶液噴射入液氮中凍結(jié)后,可形成分散良好、表面光潔的實(shí)心微球,控制制備工藝,尺寸為300μm~700μm的冰基微球占有較大比例,可滿足多孔支架制備的需要。用該冰基微球作致孔劑制備多孔支架,可在冷凍干燥過程中完全升華去除,得到具有球形大孔結(jié)構(gòu)的多孔支架。應(yīng)用不同的溶劑組合溶解PLLA,研究了三元PLLA溶液的凍融特性。研究結(jié)果表明,1,4-二氧六環(huán)/二氯甲烷和1,4-二氧六環(huán)/三氯甲烷兩種溶劑體系溶解PLLA配制的三元PLLA溶液,其凍融特性與溶劑的成分和含量有關(guān)。體積比為2/1的1,4-二氧六環(huán)/二氯甲烷混合溶劑,其溶解PLLA配制的PLLA溶液,在降溫時(shí)僅有一個(gè)結(jié)晶峰,峰值溫度為-18℃;升溫時(shí)僅有一個(gè)熔化峰,峰值溫度為3℃。其余三元PLLA溶液在降溫過程中有兩個(gè)結(jié)晶峰,在升溫過程中有兩個(gè)熔化峰,結(jié)晶峰和熔化峰的溫度隨溶劑成分的變化而改變。研究了冷凍、凍干工藝參數(shù)對(duì)于多孔PLLA支架孔壁形貌的影響。研究結(jié)果表明,PLLA溶液澆注于冰基微球間隙中,冷凍、凍干后制得的多孔PLLA支架具有大孔/小孔/微納米纖維三級(jí)結(jié)構(gòu),支架的大孔為球形,尺寸為數(shù)百微米,與冰基微球致孔劑尺寸相對(duì)應(yīng),大孔之間的連通孔徑的大小與大孔尺寸相關(guān);支架的孔壁表面分布著大量微納米尺度的PLLA纖維,或呈微觀的粗糙不平,孔壁交叉處存在大量平均尺寸為數(shù)十微米的小孔,支架的孔隙連通性良好。調(diào)整預(yù)支架的冷凍、凍干過程,可以制備孔壁形貌呈致密狀、多孔纖維狀和疏松多孔狀的PLLA支架,調(diào)整冰基微球致孔劑和PLLA溶液的組合,可以制備孔壁表面微結(jié)構(gòu)不同的多孔PLLA支架。若支架的凍干溫度設(shè)定過高時(shí),PLLA溶液會(huì)發(fā)生融化流動(dòng),融化流動(dòng)嚴(yán)重時(shí),凍干后支架軟化或者粉化。支架孔壁表面的微結(jié)構(gòu)有利于涂層的形成。以體積比1/1的水和乙醇為溶劑溶解明膠制備溶液,可以直接涂覆于多孔PLLA支架表面,涂層與支架結(jié)合良好、分布均勻,支架的壓縮強(qiáng)度也有一定的提高。采用含HA的明膠溶液制備了復(fù)合涂層,在SBF溶液中浸泡時(shí),復(fù)合涂層支架和純PLLA支架均具有良好的生物活性,這兩種支架的表面均有磷酸鈣鹽的沉積,浸泡7天后,支架孔壁表面的微納米PLLA纖維和明膠涂層發(fā)生部分降解。這兩種支架在PBS溶液中浸泡時(shí),支架表面也有磷酸鈣鹽沉積,。純PLLA支架在PBS溶液中浸泡28天后,PLLA粘均分子量由10′104 g/mol減少至7.97′104 g/mol,PLLA分子量的減少率為20.3%,支架的質(zhì)量和浸泡液的pH值隨著浸泡過程的持續(xù)而發(fā)生變動(dòng)。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R318.08;TQ323.4
【部分圖文】：

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本文編號(hào)：2822591