纳米莲纤维、海藻酸盐多孔材料制作及表征

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1、纳米莲纤维、海藻酸盐多孔材料制作及表征第一章绪论1.1组织工程概述随着生活水平的提高和老龄化社会的到来，糖尿病足演嫁、烧伤、褥拖、下肢静脉演荡等疾病常常造成皮肤缺损，治疗皮肤缺损最有效方法是皮肤移植手术，但无论自体或异体皮移植都受到供体不足或免疫排斥反应的限制。而组织工程皮肤能够改变这种拆东墙补西墙的治疗模式，我国每年约970万人需要使用组织工程皮肤。组织工程皮肤材料研究中多数使用天然高分子材料，其中海藻酸钠与纤维素具备良好的生物相容性、吸水性等特性，有望应用于高度结构仿生的组织工程皮肤构建。目前，组织工程组织或器官不但可以应用于治疗领域还可以用于其他非治

2、疗领域，例如检测生物、化学危险物质时可以采用组织工程组织传感器，组织工程组织的发展趋势是药物开发、毒性蹄选或药理基因组学研究的动物模型；而且还能够作为工厂生产大量复杂精密的蛋白。早在1987年，美国国家科学基金会就明确了组织工程的概念，其基本原理是把培养扩增于体外的、具备特定生物学功能的种子细胞与生物可降解材料复合，构建细胞-材料复合物，通过体外培养一段时间再植入人体，以期修复或替代病损组织、器官[2]。随着种子细胞在体内或体外不断增殖并分泌细胞外基质，生物材料逐渐被降解吸收，最终形成与原来形态和功能一致的组织或器官，从而达到修复病损和重建功能的目的[3]

3、。..........1.2组织工程等医学领域用合成高分子材料目前，己研发了多种生物材料制备组织工程支架材料，通常依据材料不同分为合成高分子生物材料和天然高分子生物材料。高分子聚合物是由简单重复单元共价键联接而成的长链分子，其中合成高分子生物材料易于加工成型，大部分可以在人体内降解成低聚物或小分子物质并排出体外，其力学性能和降解速率可控，但其组织相容性和细胞亲和性有待改善。例如，常用于皮肤修复的多孔支架材料包括聚乳酸（PLA)、聚轻基乙酸（PGA)及其共聚物、聚氧酷（PCL)、聚桂氧焼（有机娃膜）等[41。丙交醋开环聚合获得的PLA是一种线型聚酯生物材料，

4、包括聚-D-乳酸、聚-L-乳酸和聚-DL-乳酸等三种异构体。力学性能及降解性能优良的当属聚-DL-乳酸与聚-L-乳酸构成的无规共聚物。例如，组织工程皮肤Dermagraft就是PLA材料构建的。将新生儿成纤维细胞培养在可降解的PLA网上，在其上大量生长繁殖的成纤维细胞不断分泌胶原、纤维连接蛋白、生长因子等多种基质蛋白，最终构建出的活性真皮替代物包含细胞外基质、成纤维细胞与可生物降解的支架材料[5]，移植到人体后三至四周PLA纤维网因生物降解而消失。植入人体后，PLA将分解成乳酸分子，通过三梭酸循环代谢成为二氧化碳与水，并经由肺、肾、皮肤等器官排出。但其亲水

5、性差，结构功能单一，缺乏可结合生物活性因子的官能团。乙交酷开环聚合获得的PGA在人体内的降解产物是轻基乙酸，因其为人体三幾酸循环的中间产物，因此对人体没有毒性，但其力学强度较差，脆性大难于加工。PCL不但顺应性良好，而且气体、水蒸气通透性以及力学性能较佳，有利于创面保湿并维持形状，因此采用PCL制备组织工程支架的文献数量较多[6]。在PCL膜上接种密度为5xl04/cm2的表皮细胞，培养一两天能达到亚融合，并可分泌较高含量的肿瘤坏死因子-a(TNF-a)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)等细胞因子[7]。但PCL在体内的降解过慢，长达

6、两年之久，影响了它在组织工程领域的发展。...................第二章海藻酸盐多孔材料制备及性能表征2.1引言医用敷料、组织工程多孔支架材料及药物控释体系通常需要材料具有开放的多孔结构，以提高吸水和吸附性能、提供物质交换空间以及利于细胞组织附着生长。作为20世纪才发展起来的新型材料体系，天然高分子多孔材料已经广泛应用于药物缓释、细胞培养、伤口敷料和组织工程等众多领域。海藻酸钠是一种由不同长度的G嵌段、M嵌段和GM交替嵌段构成的高分子聚合物，其分子式为(C6H706Na)?，海藻酸钠结构单元分子量是198.11。海藻酸钠可与二价及以上的金属离子

7、反应，1944年Speakman等最先使用多种金属离子与海藻酸钠进行离子交换，制成海藻酸齊、海藻酸铁、海藻酸锅等不同的海藻酸纤维[133]。不同分子量的海藻酸钠在医药领域均有应用[134]，改变海藻酸钠的分子量可以调整离子交联型海藻酸盐多孔材料的力学性能。但人体内不存在降解海藻酸钠的特异酶，高分子量海藻酸钠难于直接排出体外，在某种程度上限制了海藻酸钠的应用。而低分子量海藻酸钠（Mp;，进行冷冻干燥处理。然后采用5%氯化韩交联1h,水洗后再预冻12h,冷冻干燥后制成海藻酸盐多孔材料。............第三章海藻酸盐多孔材料降解性能调控及表征......

8、..363.1引言........363.2实验部分.......