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1、第29卷第6期苏州大学学报(工科版)Vol129No.62009年12月JOURNALOFSUZHOUUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)Dec.2009文章编号:1673-047X(2009)-06-0021-05静电纺PLGA管状支架的结构与性能11,21李双燕,王曙东,张幼珠(1.苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021;2.盐城纺织职业技术学院纺织工程系,江苏盐城224005)摘要:静电纺丝构建组织工程支架材料是当前的研究热点,以良好生物相容性、生物可降解性的PLGA为原料,以高速旋
2、转的滚轴为收集装置,通过静电纺丝法制备PLGA管状支架,研究不同工艺对管状支架形貌直径、孔隙率和生物力学性能的影响。结果表明:在纺丝液质量分数为7%、极距为15cm、滚轴转速为1500r/min时进行静电纺丝,可获得纤维形貌规整、分布均匀,孔隙率较小的PL2GA管状支架;此时管状支架断裂强度最大;其爆破强度远高于人体正常血压。关键词:静电纺丝;PLGA;管状支架;孔隙率;生物力学性能中图分类号:TS102.512文献标识码:A聚丙交乙交酯(Polylactide2co2glycolide,PLGA),是由丙交酯(LA)和乙交酯(GA)共
3、聚而得的酯类高聚物。因具有良好的生物相容性和生物可降解性,已被广泛应用于血管移植、药物释放、伤口包敷等生物医学领[1-3]域。静电纺丝因能制备纳米至亚微米级纤维,且制得的纤维具有高比表面积和高孔隙率等优点,而成为[4-5]研究热点。目前,国内外已有采用静电纺丝制备PLGA膜状支架作为组织工程材料研究的报道,但采用静电纺丝法制备PLGA管状支架还未见相关报道。本研究采用静电纺丝法构建PLGA管状支架,重点研究纺丝液质量分数和滚轴转速等工艺条件对静电纺PLGA管状支架形貌直径、孔隙率和生物力学性能的影响,并确定最佳工艺条件,为将该管状物应用
4、于组织工程血管支架奠定基础。1实验1.1材料5PLGA,相对分子质量1.1×10,LA∶GA=75∶25,济南岱罡生物材料有限公司;氯仿、丙酮,分析纯,上海化学试剂有限公司。1.2静电纺PLGA管状支架的构建将PLGA溶于氯仿与丙酮混合溶剂(体积比2∶1),制备一定质量分数的均匀纺丝液,将该纺丝液倒入纺丝管内(针头口径为0.9mm),调节滚轴转速、极距,在电压25kV,流速0.1mL/h的条件下进行静电纺丝,制备PLGA管状支架,纺丝装置如图1所示。1.3静电纺PLGA管状支架的表征1.3.1形貌结构用日本日立公司S24700型扫描电子
5、显微镜观察PLGA管状图1静电纺丝装置示意图支架的形貌,放大1000倍;用Photoshop7.0将SEM照片分成9部分,各部分取15根纤维,用度量工具测其直径,对比SEM照片标准尺度即可得纤维的实际直径,根据所得数据计算纤维直径的平均值、标准方差和直径CV值。直径CV值等于标准方差除以平均值,它表示直径分布收稿日期:2009-04-13作者简介:李双燕(1984-),女,硕士研究生,主要研究方向为纳米纤维及生物医用材料。基金项目:江苏省高校重点实验室开放研究课题(编号KJS0817)。22苏州大学学报(工科版)第29卷均匀程度,CV值
6、越小,直径分布越均匀。1.3.2孔隙率[6]根据Vaz描述的方法计算PLGA管状支架的孔隙率。从该支架上切下矩形样本并精确测量其长、宽、-4厚,计算其体积,用分析天平称其干重,精确到10g,利用测得的体积和干重计算出样本的表观密度。用计3算得到的表观密度(ρ)和PLGA的标准密度ρ0(ρ0=1.22g/cm)按式(1)计算样本的孔隙率(ε)。ρε(%)=1-×100(1)ρ01.3.3拉伸性能从管状支架上切下40mm×10mm(长×宽)的细长条,每个细长条在YG(B)141D型数字式织物厚度测试仪上选择7个点测其厚度,计算其平均值即得其
7、厚度。试样在恒温恒湿条件(T=23℃,RH=70%)下平衡24h后,在美国Instron3365型强伸度测试仪上测定其断裂强度和伸长率,夹持长度为15mm,拉伸速率为5mm/min。1.3.4爆破强度爆破强度是指管状支架在承受渐升压力至破裂时的压力。采用爆破压力泵(Merit,美国)测定PLGA管状支架的爆破强度。当活塞逐渐加压,记录被测管状支架破裂时压力表的读数,即为爆破强度。2结果与讨论2.1PLGA管状支架的综观结构[7]作为组织工程血管支架材料,应具有良好的形貌和一定的孔隙率,以利于细胞的粘附、增殖和分化,且其对支架的力学性能也
8、有重要影响。为此,本实验研究不同工艺对PLGA管状支架的形貌、孔隙率等结构的影响。2.1.1PLGA管状支架的形貌在极距为15cm、滚轴转速为1500r/min,纺丝液质量分数分别为6%、7%和8%的条件下
