医用聚合物组织工程支架的制备方法及其结构性能研究

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1、考洵ri^fSouthChinaUniversityofTechnology博士学位论文医用聚合物组织工程支架的制备方法及其结构性能研究作者姓名米皓阳学科专业材料加工工程指导教师彭响方教授Lih-ShengTurng所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年4月FabricationofMedicalPolymericTissueEngineeringScaffoldsandTheirStructureandPropertiesResearchADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorofPhilosophyCan

2、didate：Hao-YangMiSupervisor：Prof.Xiang-FangPengProf.Lih-ShengTurngSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TQ32学校代号：10561学号：201010101118华南理工大学博士学位论文医用聚合物组织工程支架的制备方法及其结构性能研究作者姓名：米皓阳指导教师姓名、职称：彭响方教授申请学位级别：博士学科专业名称：材料加工工程研究方向：高分子材料先进成型加工技术与理论论文提交日期：2015年3月31日论文答辩日期：2015年4月26日学位

3、授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：王玉忠教授委员：陈旭东教授；周南桥教授；黄汉雄教授；彭响方教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研究成果。除了文中特别加以标注弓丨用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：来^冬N曰期：年6月？曰学位论文版权使用授权书本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，艮P:研宄生在校攻读学位期

4、间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在_____年解密后适用本授权书。0不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版）电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”

5、）作者签名：耒從fg日期：砂/dp指导教师签名：日期知dY作者联系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编）：摘要组织工程支架是组织工程学中的一个重要组成部分。在组织工程中，支架能够暂时性地替代自体受损组织为细胞和再生的组织提供载体，并以一定的机械强度来维持人体正常的生命活动。怎样制备符合人体不同组织需求的理想支架一直是组织工程学研究中的重点和难点。在本博士学位论文中对微孔注射成型法、静电纺丝法、热致相分离法三种不同的组织工程支架制备方法进行了深入研究，通过对支架制备工艺过程的控制和改进以及对材料配方的组合优化，来精确地调控制备支架的微观结构和宏观性能，以获得具有高孔隙

6、率、良好泡孔连通性、理想机械性能和表面性能、适合细胞生长繁殖的三维多孔支架。进一步采用自制模具结合不同工艺制备了能够模拟人体血管结构的小直径三层血管支架。微孔注射成型能够批量化生产聚合物多孔支架，在基于该技术的研究中通过正交试验分析了不同工艺条件对支架泡孔结构、机械性能的影响规律，发现加工温度与二氧化碳（CO2）含量对制备的热塑性聚氨酯（TPU）多孔支架的结构形态具有较大的影响。在发泡过程中使用水和CO2作为共同发泡剂能够制备无皮层结构的TPU支架且支架的泡孔尺寸更加均一、发泡面积更大。通过将软质与硬质TPU进行熔融共混以及微孔注射成型获得的发泡材料具有不同微观

7、泡孔结构和宏观力学性能；该方法同样适用于高韧性的TPU与高强度的聚乳酸（PLA）体系，研究发现制备的TPU/PLA多孔支架能够满足多种组织修复的机械性能要求。在TPU基体内引入水溶性盐和聚乙烯醇（PVOH）作为致孔剂并结合粒子沥滤法可以提高制备支架的孔隙率和泡孔连通性、改善支架的细胞相容性。采用聚己内酯（PCL）/纳米纤维素晶体（CNC）复合材料进行微孔注射成型，由于CNC的增强及成核作用，获得支架的泡孔密度高、均一性好，且拉伸强度和断裂伸长率分别提升了71%和510%。静电纺丝法获得的纤维支架结构与人体细胞外基质相似且与细胞相互作用较强，在该方面研究中首先进行

8、了TPU溶液的纤维形成机