組織工程血管支架在血管重構(gòu)的過程中發(fā)揮著重要作用,理想的血管支架應(yīng)該具備良好的細胞相容性、孔隙結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能等,為血管內(nèi)皮化和組織再生提供良好的細胞外基質(zhì)環(huán)境。在血管重建過程中,支架材料要具有良好的細胞相容性;支架需具備孔隙結(jié)構(gòu),滿足細胞生長過程中營養(yǎng)和信息交換;支架的機械性能需能提供必要的支撐等。本研究基于靜電紡絲技術(shù)制備與人體血管功能和結(jié)構(gòu)相匹配的組織工程血管支架,并對支架的細胞相容性、非線性力學(xué)性能和纖維取向結(jié)構(gòu)等進行探究。主要研究工作如下:第二章,基于靜電紡絲法制備聚乳酸(PLA)納米纖維組織工程血管支架,因PLA分子結(jié)構(gòu)缺少親水基團,細胞親和性較差,所以對支架進行表面改性以提高細胞相容性。本文采用氧氣等離子體對支架進行表面改性,研究工藝參數(shù)對表面化學(xué)性能影響。結(jié)果表明,經(jīng)等離子體處理3 min后,支架表面水接觸角從115.6°下降到26.8°,親水性大大提高,且能夠促進細胞增殖。支架放置在空氣中,親水性會因氧化作用而改變,但3天后趨于穩(wěn)定。等離子體處理會損傷纖維結(jié)構(gòu),造成支架力學(xué)性能下降,對支架進行非溶劑-溶劑后處理,既有助于支架脫模,又能增加纖維之間物理交聯(lián)點,提高支架力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。第三章,為提高支架順應(yīng)性,通過預(yù)處理手段使支架具有非線性力學(xué)性能,即應(yīng)變軟化。聚合物材料經(jīng)加卸載拉伸后,PLA和聚己內(nèi)酯(PCL)均發(fā)生較大不可回復(fù)塑性變形,而聚氨酯(TPU)和聚乳酸-己內(nèi)酯共聚物(PLCL)由于Mullins效應(yīng)發(fā)生應(yīng)力軟化,其應(yīng)力-應(yīng)變曲線從線性轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷�性。對不同比例的PLCL/PCL混紡支架的拉伸Mullins效應(yīng)探究發(fā)現(xiàn),第一次加卸載行為對支架的力學(xué)性能影響最大。PLCL支架的Mullins效應(yīng)可逆回復(fù)性及體外降解結(jié)果表明:PLCL支架分別經(jīng)無水乙醇浸泡7天、50℃高溫退火24 h和在室溫下放置58天后,仍具有良好的非線性力學(xué)性能;體外降解4周后,支架力學(xué)性能雖有降低,但仍能滿足使用要求。第四章,模擬人體血管結(jié)構(gòu)和功能,制備出具有取向結(jié)構(gòu)和非線性力學(xué)性能的三維小口徑納米纖維血管支架。FFT結(jié)果表明,環(huán)向和軸向支架纖維具有高度取向性,且取向度值分別為0.23和0.28;經(jīng)過預(yù)拉伸以后的支架,其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與真實血管的力學(xué)性能更加匹配;支架的斷裂強度高于豬腹主動脈近3倍,且支架的順應(yīng)性和爆破壓與人體天然血管較為匹配。細胞增殖結(jié)果表明,內(nèi)皮細胞在支架上生長情況良好,且具有取向結(jié)構(gòu)的纖維支架能影響細胞行為,誘導(dǎo)細胞形態(tài),為取向結(jié)構(gòu)支架在組織工程領(lǐng)域應(yīng)用提供參考。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R318.08
【部分圖文】：

圖 1.1 （a）細胞在纖維生長；（b）天然細胞外基質(zhì)示意圖1.2 血管組織工程1.2.1 血管組織工程背景血管介入治療的歷史最早可以追溯到替換修復(fù)受損或病變組織，由 Carrel 和Goyanes[12]開創(chuàng)性的進行了外科手術(shù)介入，首次證明了動靜脈吻合的可行性，為目前血管發(fā)病機制和治療方案奠定基礎(chǔ)。早在 1906 年，就有動脈瘤靜脈移植治療的相關(guān)報道，但最終因其宿主免疫排斥而失敗。1994 年，Kunlin[13]首次使用隱靜脈進行股動脈旁路搭橋手術(shù)并取得成功。此后，自體移植成為外科血管移植的黃金標(biāo)準(zhǔn)，隱靜脈成為最常用的自體移植物，同時內(nèi)乳動脈也開始被使用。然而這些移植物臨床表現(xiàn)有時卻不理想，因其力學(xué)性能不匹配易導(dǎo)致動脈瘤、內(nèi)膜增生和動脈粥樣硬化等問題。動脈病變不僅會影響心血管和外周血管，而且根據(jù)血管尺寸、部位、曲率以及是否分叉等，其病變特征和影響也不同[14]。假體移植物雖然在一定程度上可以代替自體移植，但也存在很多問題，比如短期

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本文編號：2824823