聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合支架材料的制备与研究
目的: 采用冷冻干燥法制备聚乳酸/纳米羟基磷灰石（Polylactic acid/nano-Hydroxyapatite，PLA/nHA）多孔支架材料，对其表面形貌、孔隙率、抗压强度及细胞毒性进行检测，为组织工程的研究提供实验依据。 方法: 实验1 真空冷冻干燥法制备PLA多孔支架材料。将0.5g PLA充分干燥24h后溶于 4ml 有机溶剂（1，4-二氧六环/二氯甲烷，v/v）中，根据有机溶剂体积比（1，4-二氧六环/二氯甲烷，v/v）分为 3 组（n=5）：A 组：95/5；B 组：90/10；C组：85/15。真空冷冻干燥箱内干燥24h后得到PLA多孔支架材料。采用电子扫描显微镜对其表面形貌进行观察，采用体积法对其进行孔隙率检测，采用万能试验机检测其抗压强度以及采用 MTT 法对其细胞毒性进行检测。所有数据采用SPSS17.0统计软件进行统计学分析，统计检验的水准设为P<0.05有统计学差异 实验2 按照实验1中制备的综合数值最佳的C组PLA支架材料中有机溶液的体积比，将PLA与nHA按比例与有机溶剂（1，4-二氧六环/二氯甲烷，v/v）混合，采用真空冷冻干燥技术制备含有 nHA 的 PLA/nHA 复合多孔支架材料。根据nHA 的含量分为 4 组（ n=5 ）：A 组：5%nHA；B 组：10%nHA；C 组：15%nHA；D 组：20%nHA。采用电子扫描显微镜对其表面形貌进行观察，采用体积法对其孔隙率进行检测，采用万能试验机检测其抗压强度以及采用 MTT 法对其细胞毒性进行检测。所有数据采用 SPSS17.0 统计软件进行统计学分析，统计检验的水准设为P<0.05有统计学差异。 结果: 1 采用真空冷冻干燥技术制备出的 PLA 多孔支架材料在扫描电镜下显示出具有大小不一的孔隙结构，孔径大小在 10μm～200μm 之间，孔隙连通性良好。A组试件在扫描电镜下显示出，孔主要为长圆形和圆形结构，孔径大小不一，孔隙较密，但存在封闭的孔隙；B组试件在扫描电镜下显示出，孔主要为椭圆形；C组试件在扫描电镜下显示出大孔的孔壁上面存在较多的小孔，孔壁粗糙。孔隙率检测结果显示，采用冷冻干燥法制备出的 PLA 多孔支架材料的孔隙率在（ 68.97±0.12 ）%～（ 73.75±0.48 ）%之间，各组之间两两比较差异有统计学意义（P＜0.05）。抗压缩强度测试结果显示，PLA 多孔支架材料的平均抗压缩强度在（2.90±0.53）MPa～（4.11±0.05）MPa 之间，各组之间两两比较差异有统计学意义（P＜0.05）。细胞毒性检测显示，在1、3、5天的观察期间内，阴性对照组与实验组细胞增殖良好，阳性对照组细胞几乎不增长。阴性对照组与阳性对照组比较差异有统计学意义（ P＜0.05 ） ，阴性对照组与实验组比较差异无统计学意义（P＞0.05），表明支架材料未对细胞增殖显示出任何毒性，符合体外细胞毒性实验的要求。 2 采用冷冻干燥法所制备出来的 PLA/nHA 复合支架材料，在扫描电镜下可以看出加入 nHA 所制备的 PLA/nHA 支架材料具有与纯 PLA 支架相似的孔隙结构，结构均匀，孔连通性良好。然而，nHA 的加入使得支架材料中微孔数量有所减少，随着nHA含量的增加甚至有些大孔也会减少，这可能是由于nHA含量较多导致的团聚占据了支架材料的一部分空间造成的。孔隙率检测结果显示，复合支架的孔隙率在（64.30±0.65）%～（71.34±0.34）%之间，各组之间两两比较差异有统计学意义（P＜0.05），随着 nHA 含量的增加孔隙率有降低的趋势。抗压缩强度结果显示， PLA/nHA 复合支架材料的平均抗缩压强度在（ 3.20±0.09 ） MPa～（4.29±0.08）MPa 之间，各组之间两两比较差异有统计学意义（P＜0.05），达到松质骨抗压强度的要求；细胞毒性检测显示，在1、3、5天的观察期间内，实验组细胞增殖良好，阳性对照组细胞几乎不增长，实验组与阳性对照组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。表明支架材料未对细胞增殖显示出毒性，符合体外细胞毒性实验的要求。 结论: 1 实验条件下，通过冷冻干燥法制备出的 PLA 支架材料内部具有相互连通的孔隙结构，抗压强度在松质骨抗压强度范围，细胞毒性检测结果显示良好的细胞相容性。2 实验条件下，采用真空冷冻干燥法制备出的 PLA/nHA 复合支架材料内部均有大小不一的孔隙，孔隙之间连通性良好。随着 nHA 含量的增加 PLA/nHA复合支架材料抗压强度出现先增加后减小的趋势，其抗压强度在 nHA 含量为 15%时强度最大，在松质骨抗压强度范围之内。细胞毒性检测结果显示 PLA/nHA 复合支架材料无毒性。
支架材料;聚乳酸;羟基磷灰石;冷冻干燥法;组织工程
华北理工大学
硕士
口腔临床医学
邓久鹏
2019
中文
R318.08
2019-12-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）