明膠-透明質(zhì)酸-納米生物玻璃復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、組織工程支架材料在組織工程研究中起中心作用,不僅為特定的細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)支撐作用,而且還起到模板作用,引導(dǎo)組織再生和控制組織結(jié)構(gòu)。尋找一種既有良好生物相容性和生物降解性又具有特定形狀和連通三維多孔結(jié)構(gòu)的支架材料是組織工程的重要方面。
　　本研究針對具有良好生物活性的納米生物玻璃(nano-bioactive glass,NBG)機(jī)械性能不足,不能達(dá)到臨床承力部位的替換或修復(fù)的問題,采用將其加入明膠和透明質(zhì)酸復(fù)合材料復(fù)合來改善其機(jī)械性能

2、的不足。納米生物玻璃具有獨特表面與界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。明膠(gelatin,Gel)和透明質(zhì)酸(hyaluronic acid,HA)為天然高分子材料,這兩種物質(zhì)含有大量的羥基和羧基等親水基團(tuán),這種獨特的分子結(jié)構(gòu)使其在生物體內(nèi)顯示出獨特功能。
　　采用溶膠-凝膠技術(shù),以PEG為分散劑,然后冷凍干燥制備了納米生物玻璃。研究了PEG分子量和用量對納米生物玻璃粒徑和形貌的影響。結(jié)果表明PEG-10000

3、為分散劑制備的NBG,其粒徑為50~80nm,形狀為空心球狀;PEG-20000制備的NBG,其形狀為長條形(10×100nm);隨著PEG濃度的增加,其粒徑變小。
　　采用冷凍干燥的方法,以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)為交聯(lián)劑制備了Gel/HA水凝膠,研究了EDC交聯(lián)劑用量和Gel/HA質(zhì)量比對水凝膠形貌,力學(xué)性能,溶脹度等的影響。研究發(fā)現(xiàn),EDC用量對材料孔徑大小影響不大,高明膠含量的水凝膠孔徑較

4、小,但是HA含量的增加能夠增加材料親水性能和力學(xué)性能。
　　采用超聲分散NBG,EDC為交聯(lián)劑制備了Gel-HA/NBG復(fù)合材料。研究了NBG含量對材料形貌,溶脹度和力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)隨著NBG含量的增加材料力學(xué)性能,溶脹度都變低,NBG含量的增加孔徑變小,孔壁變厚,孔壁粗糙。
　　研究了Gel/HA和Gel-HA/NBG在PBS和PBS+溶菌酶溶液中的降解行為。結(jié)果表明,Gel-HA/NBG在PBS和PBS+溶菌酶溶

5、液中降解速率都比Gel/HA較慢;在含有溶菌酶的PBS溶液中兩種材料降解速率都較快。Gel/HA和Gel-HA/NBG在這兩種溶液中隨著降解時間的延長吸水率快速下降,孔壁上的NBG顆粒出現(xiàn)聚團(tuán)。
　　為了解復(fù)合材料進(jìn)一步作為組織工程支架材料的安全性,采用體外細(xì)胞實驗對其進(jìn)行了細(xì)胞毒性測試。結(jié)果表明細(xì)胞增值率最大材料為Gel/HA(9:1)可達(dá)到101％。從光學(xué)顯微鏡照片可以看到細(xì)胞呈長羧形、圓形、三角形、多角形等形狀生長。這說明了