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)