双层小口径纳米纤维血管支架的相分离制备与生物学评价

【摘要】热致相分离技术(TIPS)是一种快速简单制备三维组织工程纳米纤维支架的方法,其主要原理是通过将温度较高的聚合物溶液快速冷冻,利用温度变化驱动溶液分相(聚合物富相和聚合物贫相),经溶剂置换和冷冻干燥后,制得纳米纤维支架。结合致孔剂致孔方法,可制备出纤维直径为50-500nm、孔隙率超过90%的三维多孔纳米纤维支架,因而TIPS被认为是一种最具有应用前景的组织工程纳米纤维支架制备技术。本论文以TIPS为主要技术,制备了小口径双层血管组织工程支架。主要研究内容包括以下三个部分：(1)采用TIPS制备聚左旋乳酸(PLLA)/聚己内酯(PCL)、PLLA/聚苯乙烯(PS)、PLLA/聚左旋乳酸-己内酯共聚物(PLCL)、PLLA/聚乙丙交酯(PLGA)复合支架,通过研究不同聚合物体系对复合支架成孔的影响来探究“自成孔”的致孔机理。SEM结果显示,PLLA/PCL、PLLA/PS复合支架表现为多孔纳米纤维结构,而PLLA/PLCL、PLLA/PLGA复合支架无大孔结构的形成。进一步实验结果表明,10%(w/v)的PLLA/PCL、PLLA/PS混合溶液在60℃下不混溶,而PLLA/PLCL、PLLA/PLGA混合溶液在同样条件下是混溶的。这说明“自成孔”致孔与聚合物体系不混溶相关。此外,混合溶液浓度影响着聚合物混溶情况,如PLLA/PCL混合溶液在6%时混溶,而在其他浓度(8%、10%和12%)时不混溶。采用TIPS制备的三元PLLA/PLCL/PCL、PLLA/PLCL/PS、PLLA/PLGA/PCL复合支架也都具有多孔纳米纤维结构。以上结果表明,基于TIPS的“自成孔”致孔技术在制备三维的多孔纳米纤维组织工程支架方面具有潜在的应用前景。(2)采用两步相分离技术制备了双层小口径组织工程管状支架,该支架内层为PLLA/PLCL材料,外层为PLLA/PCL材料。SEM结果表明,该支架管壁上呈现孔隙的分层分布,内层为致密的纳米纤维结构,而外层为大孔纳米纤维结构。通过对不同比例PLLA/PLCL复合支架的研究发现,当PLCL含量增加到60%时,纤维直径从317nm稍微下降到205nm,但都比较接近于ECM的尺寸。而当PLCL含量增加到70%时,纤维直径急剧增加到695nm,并且支架收缩严重。当PLCL含量为60%时,PLLA/PLCL复合材料的弹性最优,因而将该比例材料作为双层支架的内层结构材料。外层材料选择PLLA/PCL70:30,因为其孔径均一(平均孔径为38.4±19.3μm),具有最大的应变(12.93±1.94%),并且具有仿生天然细胞外基质(ECM)的纳米纤维结构(纤维平均直径为288.1±94.3nm)。此外,通过对双层管状支架拉伸力学性能研究,发现其力学性能优于其单一内层和外层材料,拉伸强度增加到了1.310±0.153MPa,极限应变达到了117.5±50.1%,已经接近于人体内冠状动脉的力学性能。(3)体外细胞培养实验表明PLLA/PLCL支架能够促进猪髂内皮细胞(PIECs)的粘附、增殖与生长,并且肝素化修饰对细胞行为无明显影响。而PLLA/PCL支架也能促进人血管平滑肌(HVSMCs)在材料上的粘附,其大孔结构适合HVSMCs的长入。体内Sorague-Dawley(SD)大鼠皮下包埋PLLA/PCL70:30大孔支架实验表明,PLLA/PCL支架的大孔结构也适合体内细胞的渗透生长。将内层肝素化的双层管状支架移植到新西兰大白兔颈静脉,发现移植4周后血管仍保持通畅。这些实验结果都表明该双层管状支架在血管组织工程中具有潜在的应用前景。
【作者】王伟忠；
【导师】何创龙；
【作者基本信息】东华大学，生物化工，2014，硕士
【关键词】TIPS；PLLA；PCL；PLCL；双层管状支架；

【参考文献】
[1]常丽君.首秦制氧站设备故障排除及可靠性管理[D].燕山大学,机械工程,2012,硕士.
[2]沈国华.人脑磁共振成像数据的多元模式分类分析[D].华东师范大学,无线电物理,2014,博士.
[3]周萍.明代江南妇女的戏曲参与[D].苏州大学,中国古代史,2013,硕士.
[4]张舒婷.CALL: Implications for English Major Education[D].安徽大学,英语语言文学,2004,硕士.
[5]李季园.帕金森患者冲动控制障碍及其相关因素分析[D].山西医科大学,神经病学,2013,硕士.
[6]展树中.成人教育无机化学教学改革研究与实践[J].成人教育,2012,03:105-106.
[7]李海山,吴国忱,印兴耀.基于形态分量分析的保幅面波压制方法[J].石油地球物理勘探,2013,03:351-358+506+325-326.
[8]朱婕.城市轨道交通路网局部中断条件下的客流分配方法研究[D].北京交通大学,2014.
[9]王良臣.商誉评估中组合预测方法的应用研究[D].杭州电子科技大学,资产评估,2014,硕士.
[10]梅宝玲.南京化工园区大气环境规划与排污权交易研究[D].南京气象学院,大气物理学与大气环境,2004,硕士.
[11]王薇.华中物流仓库管理系统的研究与开发[D].武汉理工大学,交通运输规划与管理,2004,硕士.
[12]安建华.数据挖掘技术在零售业中的应用研究[D].东北财经大学,2005.
[13]侯亚敏.地理信息系统（GIS）在汞生物地球化学研究中的应用[D].中国科学院研究生院（地球化学研究所）,环境地球化学,2004,硕士.
[14]陈建峰.UHF RFID接收机用频率综合器关键模块的研究与设计[D].南京邮电大学,集成电路工程（专业学位）,2013,硕士.
[15]李军,申承民.单双层石墨烯的可控制备和结构表征[A].中国真空学会.中国真空学会2014学术年会论文摘要集[C].中国真空学会:,2014:1.
[16]于彩侠.内燃机活塞环岸区域润滑油输送机理研究[D].合肥工业大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[17]张师超,倪艾玲.含缺省属性值的数据中的规则发现算法[J].计算机科学,2005,10:132-134+153.
[18]李靓.基于直接电流控制的并网逆变技术研究[D].湖北工业大学,电机与电器,2013,硕士.
[19]梁利嘉.基于单目视觉的机器人定位技术研究[D].燕山大学,机械电子工程,2014,硕士.
[20]卫华.变电站综合自动化图形界面系统的设计与研究[D].合肥工业大学,电力系统及其自动化,2004,硕士.
[21]钱庆林.济宁供电公司全面风险管理研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[22]张学芳,张金亮,王金铎.AVO属性分析技术在垦东北部勘探中的应用[J].石油地球物理勘探,2009,05:582-586+524+650.
[23]李荣.我国竞技体育潜优势项目的组织特征研究[D].苏州大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[24]王超.模拟增温和施氮对羊草群落地下生物量的影响[D].东北师范大学,生态学,2012,硕士.
[25]霍莎莎.零售商具有不同风险偏好的供应链协调契约研究[D].华中科技大学,控制工程,2013,硕士.
[26]刘丽.高新技术企业人员流动的管理风险控制方法研究[D].重庆交通大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[27]顾斌.数字图像与激光点云配准及在建筑物三维建模中的应用[D].中国矿业大学,大地测量学与测量工程,2014,硕士.
[28]魏利锋.蓝牙技术鉴权加密算法的硬件实现[D].浙江大学,电路与系统,2004,硕士.
[29]赵呈涛.预应力混凝土小箱梁腹板裂缝成因机理分析[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[30]曹岸萍.氧化还原蛋白质的直接电化学及其电化学生物传感研究[D].湘潭大学,2011.
[31]王新民.高中数学课程中数学文化的设置与教学研究[D].西北师范大学,2003.
[32]叶静.TRB3与ATF5之间的相互作用在2型糖尿病治疗中的研究[D].浙江理工大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[33]贾佳,吴艳,苏莉芬,杨磊,刘香萍,李春英,张晶,何颖.迷迭香精油和肉桂精油抗菌活性研究[J].黑龙江医药,2015,01:8-11.
[34]蒋松.动力煤配混特性及其矿物质对配煤燃烧特性的影响[D].中国矿业大学,矿业工程,2014,硕士.
[35]周茂仲.张惠言学术渊源研究[D].扬州大学,中国古代史,2011,硕士.
[36]李俊鑫.基于SOA的电力营销系统设计及实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[37]李成龙.百菌清降解菌的筛选及降解酶特性研究[D].吉林农业大学,环境工程,2012,硕士.
[38]梁宝德.思想政治工作必须紧密结合业务工作去做[J].北方经贸.1994(09)
[39]柴琳果.基于车路协同系统的交通仿真方法研究[D].北京交通大学,2012.
[40]何文婷.地西泮及其代谢物在家兔体内的动态分布和死后弥散研究[D].山西医科大学,法医学,2013,硕士.
[41]马严严.明清时期平凉地区农业开发研究[D].西北师范大学,历史地理学,2013,硕士.
[42]宋树军.凸轮磨床数控系统设计[D].燕山大学,机械制造及其自动化,2003,硕士.
[43]田蕙.中央地质勘查基金合作项目权益比例确定方法改进研究[D].中国地质大学（北京）,公共管理,2013,硕士.
[44]刘东.孤岛电站多机组并联运行的研究[D].大连海事大学,电气工程,2013,硕士.
[45]宋戈.税收征管分析与风险监控管理系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机技术,2011,硕士.
[46]张韬.欧盟法视野下运动员自由流动权利的演变[D].西南政法大学,法律史,2012,硕士.
[47]范俊明.汉越象声词比较与教学研究[D].湖南师范大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[48]裴超俊.天麻素对酪氨酸酶的抑制作用及黑色素生成的影响[D].苏州大学,动物学,2013,硕士.
[49]李媛.脉冲耦合神经网络在超声图像中的研究[D].沈阳理工大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[50]张毅.云南引种玛咖的药效学研究[D].云南中医学院,中西医结合基础,2012,硕士.