具有管中管结构复合神经导管的制备及材料性能研究

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1、f㈣邺东华大学学位论文原创性声明。本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：弓i'栖影日期：沏【甲年上月)弓Et东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华

2、大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口，在——年解密后适用本版权书。不保密学位论文作者签名：穹r私冷指导教师签名：日期：力fcf年上月琴日日期：沙、眸期五，Et摘要具有管中管结构复合神经导管的制备及材料性能研究随着神经损伤发生率的大幅度上升，神经移植己不能很好地满足需要，新方向的探索变得尤为重要，神经导管作为一种新的治疗方法应运而生。神经导管组织工程支架可以为神经的生长提供良好的微环境，理想的神经导管还能促进受损神经的愈合或为神经的生长提供导向作用。本文设

3、计了一种管中管新构型的神经导管，详细讨论了各部分材料的基本性能，对管中管结构神经导管的可行性进行初步探索，期望复合结构的神经导管会对神经再生起到积极作用。通过静电纺丝法制备得到的纳米纤维，由于具有较高的孔隙率、较大的比表面积及高表面能等优势，能够从纳米尺度来模仿天然细胞外基质，被广泛地应用于组织工程支架材料、伤口敷料及药物载体等方面。因此本文首先采用静电纺丝技术制备神经导管的外管支架，通过旋转接收装置、优化纺丝参数，制备得到仿细胞外基质的有序纳米纤维支架，作为细胞生长的支撑，促进细胞的迁移及增殖。另外，湿法中空纤维成型是一步法连续制备中空纤维导管的有效

4、途径，在制备管内部纤维导管时采用湿法纺丝技术。本文选用脂肪族聚碳酸丁--)J旨(PBC)、甲壳素纳米晶须(ChW)、高密度壳聚糖(HCS)及表面功能化的多壁碳纳米管(f-MWNTs)作为基本东华大学博士学位论文支架材料，通过静电纺丝接收装置的改进、材料组合、表面改性等，系统地研究评价了这类材料用作神经修复组织工程材料的力学性能、细胞相容性及降解性能等。主要研究工作如下：1．通过静电纺丝法制备无规和有序PBC纳米纤维，研究了接收线速度对纳米纤维基本性能的影响。之后研究了低温等离子表面改性技术对纤维表面亲水性的影响，并通过等离子改性方法诱导纤维表面接枝明胶

5、，以增强纤维表面的生物相容性。研究表明，PBC可以均匀地溶解于甲酸、DMF、六氟异丙醇及氯仿等有机溶剂中，但仅溶解于甲酸能够得到表面光滑、粗细均匀的纳米级纤维；通过转轴法可以成功制备得到PBC有序纳米纤维，随着旋转线速度的增大，纤维的排列有序度、晶区及分子链的取向度、结晶度以及力学性能都有所增大。2．为了进一步提高外管有序纳米纤维的力学性能。首先通过酸解法制备得到纳米级甲壳素晶须，然后将其与PBC进行共混复合，通过静电纺丝法制备得到纳米级复合纤维，研究发现利用酸解法制得的甲壳素晶须的长度范围为180—680nm，直径分布范围为15—30nm，平均长径比

6、为14．7，且将晶须分散到甲酸中24h后对表面形貌的观察发现，在短时间内甲酸并不会影响到晶须形貌，为下一步实验提供了依据；对将不同含量的晶须添到PBC中制得复合纳米纤维的研究表明，当晶须含量为5．0wt％时，制得的纳米纤维表面光滑、直径分布均匀且随着晶须的加入结晶度、热稳定性及力学性能得到显著提高。之后采用低温等离子技术对表面进行改性处理并用明胶接枝以赋予lI摘要纤维表面新的生物相容性，使其亲水性得到了很大的提高，且更有利于神经细胞RSC96的黏附与增殖。3．采用高密度壳聚糖(HCS)来制备导管内部的中空纤维。首先研究了HCS质量分数以及温度等对纺丝浆

7、液稳定性的影响；而后进行湿法纺丝制备了中空纤维，并对HCS中空纤维的化学结构、晶体结构和热性能进行了研究。结果表明，HCS的固含量为5wt％时，纺丝过程顺利进行，挤出的浆液在凝固浴中形成的初生纤维结构均匀，不会出现断丝情况。纺丝温度应控制在20一30℃；凝固浴浓度为3Ⅲ％时所得的中空纤维热力学及结构性能较好。因此，在后续的实验研究中，将采用质量分数为5wt％HCS纺丝浆液，以质量分数为3wt％的NaOH一乙醇溶液作为凝固浴制备中空纤维。4．采用碳纳米管来增强HCS中空纤维的力学和电学性能。为了提高碳管在HCS溶液中的分散性及与HCS基体之间的相容性，通

8、过表面沉积交联法对碳管进行表面修饰得到f-MWNTs。然后与HCS进行混合制得复合中空纤维，并