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ACF/PLGA骨组织工程复合支架的制备及性能研究

作　者: 韩浩
导　师: 吴琪琳
学　校: 东华大学
专　业: 材料学
关键词: 骨组织工程支架材料活性碳纤维聚乳酸羟基乙酸共聚物
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本论文成功制备了一种新型的活性碳纤维／聚乳酸羟基乙酸共聚物(ACF/PLGA)骨组织工程复合支架材料,提高支架的亲水性、细胞粘附和组织相容性,具体研究以下内容：(1)制备具有一定强度的和具有较好的吸附性能活性碳纤维(ACF),并对活性碳纤维表面进行了亲水性改性。采用粘胶基碳纤维为原料,经浓度为0.1mol/L的NaH2PO4溶液浸渍预处理后,分别在800℃、850℃和900。C采用物理-化学活化法,用水蒸气活化制备出了表面富含大孔的活性碳纤维,发现活化温度对粘胶基碳纤维ACF成孔及得率、密度、表面截面形貌、比表面积、纤维拉伸强度等性能具有极大的影响,随着活化温度升高,得率、密度及拉伸强度呈下降趋势,而纤维表面大孔数量、比表面积及对亚甲基蓝的吸附能力则逐渐升高。其中在900℃活化所得的活性碳纤维,比表面积、孔径分布以及对亚甲基蓝的吸附能力等综合性能优于其他温度段制备出的样品。对900℃活化所得的活性碳纤维表面进行化学和等离子体处理,使其表面存在更多的-COOH、-OH等亲水性基团,从而有利于细胞粘附。(2)探讨支架孔隙度对聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)支架结构和生物性能的影响。采用溶剂浇注／粒子沥滤的方法制备孔隙度分别为55±2%、65±2%和75±2%三维PLGA骨组织工程支架,发现孔隙度对支架孔径分布影响不大,但对支架的表面形貌、抗压强度和降解速率影响较大。支架的抗压强度随着支架孔隙度的增大而减小,支架的降解速率随着孔隙度的增大而增大。将L929细胞移植在三种孔隙度的支架上,1、3、5和7天的细胞活性显示孔隙度为75±2%的支架对细胞的增值更有利,细胞在此孔隙度支架上的粘附更好,且PLGA支架在小鼠体内一个月后的组织切片显示,组织没有发生不良的免疫反应。因此说明较高的孔隙度虽然影响了支架的抗压强度,但有利于细胞的生长。(3)在固定孔隙度下,探讨掺杂ACF对PLGA支架的结构与性能的影响。以PLGA和表面处理后的ACF为原料,采用溶剂浇注／粒子沥滤的方法制ACF/PLGA骨组织工程复合支架,ACF的添加量分别为0%、2.75%和8.26%。发现ACF添加量对复合支架的表面形貌、抗压强度、亲水性和孔径分布都有影响。随着ACF添加量的增加,亲水性逐渐提高,支架的孔径分布更为合理,但复合支架的抗压强度略有减小。将L929细胞移植到三种ACF含量的支架上培养,细胞与ACF/PLGA复合支架粘附性都良好且可以正常增殖。ACF含量为8.26%的ACF/PLGA支架在小鼠体内一个月后的组织切片显示,组织没有发生不良的免疫反应,且长入到复合支架内的组织相对纯PLGA支架的分布更为均匀,组织相容性要更优。总的来说,掺杂ACF的PLGA复合支架要优于纯PLGA支架。本论文选用ACF掺杂PLGA制备骨组织工程复合支架,该支架具有较好的亲水性、细胞粘附效果和组织相容性,在骨组织工程领域具有潜在应用价值。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-11
第一章绪论  11-23
  1.1 高分子材料  12-14
  1.2 无机材料  14-15
  1.3 复合材料  15-18
  1.4 支架的制备方法  18-22
  1.5 本课题研究内容  22-23
第二章 ACF的制备、表征及表面改性  23-36
  2.1 引言  23
  2.2 制备ACF实验材料与方法  23-28
  2.3 ACF的结构与性能  28-34
  2.4 小结  34-36
第三章 PLGA骨组织工程支架的制备及性能研究  36-53
  3.1 引言  36
  3.2 制备PLGA支架的实验材料与方法  36-41
  3.3 细胞的培养  41-45
  3.4 不同孔隙度的PLGA支架的结构与生物性能  45-51
  3.5 小结  51-53
第四章 ACF/PLGA骨组织工程复合支架的制备及性能研究  53-64
  4.1 引言  53
  4.2 ACF/PLGA支架的实验材料与方法  53-57
  4.3 细胞培养与生物相容性实验  57-58
  4.4 ACF/PLGA复合支架的结构与生物性能  58-63
  4.5 小结  63-64
第五章结论  64-65
参考文献  65-72
攻读硕士学位期间研究成果  72-73
致谢  73

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