天然高分子基三維多孔支架的制備、表征及其電化學礦化.pdf

1、本論文采用天然高分子材料，制備了可生物降解的三維多孔支架;并模擬天然骨組織成分，采用電化學礦化技術，構建了礦化明膠三維多孔支架，有望在骨組織工程中得到廣泛應用。主要研究內容如下:
　　 1.采用相分離/冷凍干燥技術制備了明膠-透明質酸復合三維多孔支架，探究了相分離溫度及明膠/透明質酸比例對于支架的多孔形貌和特性的影響。掃描電子顯微鏡(SEM)觀察發(fā)現，明膠-透明質酸復合支架呈多孔結構;多孔形貌及孔徑隨著相分離溫度或明膠/透明質酸

2、比例不同而不同。采用紅外光譜(FTIR)分析結果發(fā)現，酰胺鍵和酯鍵的強度在EDC交聯后的復合支架中有所增加。另外，復合支架的溶脹性、體外降解性及力學性能等，都會隨著明膠/透明質酸比例的變化而改變。SEM觀察成纖維細胞L929在純明膠支架及明膠-透明質酸復合支架上具有良好的黏附形貌;采用MTT法測L929細胞的增殖情況。綜上，明膠-透明質酸復合三維多孔支架具有良好的理化特性及生物相容性，有望作為組織工程支架應用于組織修復等領域。
　

3、　 2.首次采用電化學礦化技術對天然高分子基三維多孔支架進行表面礦化，并探究了各種電化學礦化因素（礦化時間、礦化電壓、電解液溫度、超聲電礦化）對礦化明膠晶體涂層的形貌特征、結構成分等的影響。SEM觀察發(fā)現，當明膠電化學礦化在低壓(2 V)和低溫(25℃)條件下進行時，明膠表面沉積的晶體涂層呈板片狀，多分布于支架的孔壁邊緣;而當礦化電壓較高（3V和5V）或電解液溫度較高（37℃和60℃）時，形成的晶體涂層結構細膩，較均勻地分布在支架的孔

4、壁上;尤其當電解液水浴溫度控制在60℃時，明膠支架的孔壁上沉積的晶體呈細針狀，這種形態(tài)與天然骨組織成分羥基磷灰石(HA)形態(tài)類似。質量分析結果證明，在明膠的電化學礦化過程中，較高的礦化電壓或電解液溫度更有利于晶體的沉積。FTIR結果表明，礦化明膠支架中存在碳酸化磷灰石成分。X-射線衍射(XRD)圖譜分析證明，在較低的礦化電壓(3 V)或電解液溫度(25℃)下沉積的晶體成分主要為二水磷酸鈣(DCPD);在60℃下沉積的晶體成分主要為HA，

5、這與SEM觀察結果相符;但是，當礦化電壓從3V升高至5V時，晶體成分沒有太大差別，為DCPD和HA的混合物。X-射線電子分散能譜(EDS)及X-射線光電子能譜(XPS)分析證明，明膠多孔支架的電化學礦化晶體涂層的主要成分為鈣缺陷型磷灰石晶體。體外細胞實驗結果表明，大鼠前成骨細胞（MC3T3-E1）在電化學礦化明膠支架上具有良好的黏附形態(tài)和增殖趨勢。綜上，電化學礦化技術可成功應用于高分子基三維多孔支架的表面礦化;得到的礦化明膠多孔支架有望