Pickering乳液模板法結合3D打印技術制備多級連通孔結構的生物支架
發(fā)布時間：2020-11-17 14:59
隨著醫(yī)療技術的迅速發(fā)展,應用于臨床的醫(yī)療手段日新月異,傳統(tǒng)的生物醫(yī)用材料已經不能完全滿足新技術提出的更高要求。因此,研發(fā)同時滿足多種臨床要求的生物醫(yī)用材料一直是科研工作者關注的重點。我們通過對天然細胞外基質的結構進行模擬,設計并制備得到了生物相容性良好、有利于細胞增殖分化、具有藥物裝載釋放性能的生物多孔支架,通過將傳統(tǒng)與新興制備方法進行結合,拓寬了生物多孔支架的制備思路,也為生物支架的結構設計提供了新的可能。主要的研究內容與結果如下:1、以疏水改性SiO_2(h-SiO_2)納米粒子為穩(wěn)定粒子、聚己內脂(PCL)與聚乳酸(PLLA)的CH_2Cl_2溶液為油相,制備了油包水型的Pickering乳液。采用3D打印技術將乳液打印成層狀柵欄結構h-SiO_2/PCL-PLLA復合支架。該支架具備多級孔結構,有數(shù)十微米的小孔、數(shù)百微米的中孔和毫米級規(guī)整大孔。研究了制備條件對支架性能的影響,發(fā)現(xiàn)當聚合物濃度為6 w/v%、穩(wěn)定粒子含量為2.5 w/v%、內相體積為75%時,支架具有最佳的綜合性能。以恩諾沙星(ENR)作為負載藥物進行體外藥物釋放實驗,結果表明支架在10 h后釋放出了98%的ENR,釋放速率與效率均得到兼顧,且其釋放過程符合Hixson-Crowell模型。在細胞培養(yǎng)實驗中,培育7天后支架表面形成了細胞融合層,證明支架的生物相容性良好。2、以h-SiO_2納米粒子為穩(wěn)定粒子,分散有CaCO_3納米粒子的PCL的CH_2Cl_2溶液為油相、溶解有葡萄糖酸內酯(GDL)的海藻酸鈉(ALG)水溶液為水相,結合Pickering乳液模板法和3D打印技術制備得到了具有多重載藥功能的h-SiO_2/PCL/ALG-Ca復合多孔支架。通過這種方式,可同時在支架的油相中裝載油溶性藥物和在水相中裝載水溶性藥物,進一步完善了支架載藥體系。研究發(fā)現(xiàn),CaCO_3納米粒子的含量對支架性能影響較大,當其含量為0.1 w/v%時,乳液具備良好的穩(wěn)定性和可打印性,支架表現(xiàn)出高度連通的內部孔結構和最佳的力學性能;并且在藥物裝載釋放表征中表現(xiàn)優(yōu)異,對油溶性藥物表現(xiàn)出了快速、完全的釋放行為,70 h后,ENR釋放量高達95%,對水溶性藥物則表現(xiàn)出了緩慢、持續(xù)的控釋行為,大大拓寬了復合支架在生物工程領域的應用。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：R318.08;TP391.73
【部分圖文】：
圖 1-1 中國生物醫(yī)用材料市場規(guī)模[12]Fig. 1-1 Market scale of biomedical materials in China[12]前，既能作為支架支撐、引導受損組織的生長修復，又能降低感染幾率，最少植入時受體的免疫排斥反應的生物支架的研究已經成為了科研工作者們熱點，并且可預期這一領域將繼續(xù)長期蓬勃發(fā)展。
鄰兩個液滴之間的不同排列方式：（a）雙層緊密規(guī)粒聚集低密度網絡結構排列[55]epresentation of alternative stabilizing arrangements of approaching emulsion droplets: (a) separate closely par interfaces; (b) single layer of bridging particles; anregated particles[55]液的影響因素指由固體粒子進行穩(wěn)定的乳液，影響其穩(wěn)定性及乳子含量之外，還有粒子最初分散介質與內相體積比8]。
圖 2-1 具備多級連通孔結構的 h-SiO2/PCL-PLLA 復合支架的制備過程示意圖Fig. 2-1 Schematic illustration of the fabrication of a hierarchical porous h-SiO2/PCL-PLLAscaffold2.2.5 支架孔隙率的測量支架的孔隙率（ε）通過測量支架的表觀密度（ρS）與絕對密度（ρf）計算得到。其中，支架的絕對密度指的是與支架化學組成成分完全一致的致密納米復合薄膜的堆積密度。而支架的表觀密度與絕對密度均通過對應樣品的重量與體積之比計算得到。最后，通過公式（2-1）計算得到支架的孔隙率。每個配方均測試 3 次，并取其平均值作為最終的結果。(2-1)
【參考文獻】
本文編號：2887637
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：R318.08;TP391.73
【部分圖文】：
圖 1-1 中國生物醫(yī)用材料市場規(guī)模[12]Fig. 1-1 Market scale of biomedical materials in China[12]前，既能作為支架支撐、引導受損組織的生長修復，又能降低感染幾率，最少植入時受體的免疫排斥反應的生物支架的研究已經成為了科研工作者們熱點，并且可預期這一領域將繼續(xù)長期蓬勃發(fā)展。
鄰兩個液滴之間的不同排列方式：（a）雙層緊密規(guī)粒聚集低密度網絡結構排列[55]epresentation of alternative stabilizing arrangements of approaching emulsion droplets: (a) separate closely par interfaces; (b) single layer of bridging particles; anregated particles[55]液的影響因素指由固體粒子進行穩(wěn)定的乳液，影響其穩(wěn)定性及乳子含量之外，還有粒子最初分散介質與內相體積比8]。
圖 2-1 具備多級連通孔結構的 h-SiO2/PCL-PLLA 復合支架的制備過程示意圖Fig. 2-1 Schematic illustration of the fabrication of a hierarchical porous h-SiO2/PCL-PLLAscaffold2.2.5 支架孔隙率的測量支架的孔隙率（ε）通過測量支架的表觀密度（ρS）與絕對密度（ρf）計算得到。其中，支架的絕對密度指的是與支架化學組成成分完全一致的致密納米復合薄膜的堆積密度。而支架的表觀密度與絕對密度均通過對應樣品的重量與體積之比計算得到。最后，通過公式（2-1）計算得到支架的孔隙率。每個配方均測試 3 次，并取其平均值作為最終的結果。(2-1)
【參考文獻】
相關期刊論文 前1條
1 張鎮(zhèn);王本力;;我國生物醫(yī)用材料產業(yè)發(fā)展研究[J];新材料產業(yè);2015年03期
本文編號：2887637
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