三维生物打印构建电活性水凝胶组织工程支架的研究.pdf

《三维生物打印构建电活性水凝胶组织工程支架的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、隊麵瞧垂Ｖ—硕私位化饼解紐；常衝激苗心養黎雜黎－．．靡－．；诵．．．Ｈ维生物打印构建电活性水凝胶组達胃．织工程支架的研究Ｉ■．非—Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅｔｉｓｓｕｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｃａｆｆｏｌｄｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｈｄｒｏｇｅｌｓｖｉａｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｙ？■？＇一■ｂｉｏｐｒｉｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｕｅｑｒ对議．＆鑽，囊’一＇＂一．＇：－－ｆ非；－－子、：，－帝巧苗為打吉二知知，乃寺．和八；致龄辫终簿靡殺巧巧．＇＾’今Ｖ？．乃－、，：－

2、、Ｖ：．＾．；弯请ｆ苗：满：．彎累讀签鷄議議襲Ｓ婆讀处材欄子与芒王．？．．．霉親為．苗：．吟研究带讀世．冷．鴻媒肾巧指？＇齡叛．曹疆＇：，．巧於．為滅識针二巧，臟難．寒麵Ｉ．＇：－心：：ｒ違竣＾，＾．沪：摘要电刺激可调节细胞的多重功能（如黏附、增殖、迁移和分化），而导电聚合物由于其独特的导电性可智能地传递细胞电化学信号，被广泛应用于组织工程领域。水凝胶是溶于水中的亲水性高分子，通过物理或化学键形成三维交联网状结构，其作为一种细胞友好性材料，在生物制造领域被称为“生物墨水”。我们将导电聚合物与水凝胶结合，制备出导电性水凝胶；然后，采用3D打印技术构建

3、形状、孔径可控的电活性组织工程支架。首先，采用两种方法合成苯胺四聚体接枝聚乙烯亚胺共聚物（AT-PEI）。第一种方法为：先对苯胺二聚体进行羧基化修饰得到羧基封端的苯胺二聚体，再与苯胺二聚体氧化偶联得到羧基封端的苯胺四聚体（AT-COOH）；第二种方法为：苯胺二聚体氧化偶联得到苯胺四聚体，进而羧基化修饰得到AT-COOH。最后，通过AT-COOH上的羧基与聚乙烯亚胺上的氨基之间发生的酰胺化反应，得到1AT-PEI。我们采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（H-NMR）、X射线衍射分析（XRD）等对其结构进行表征。通过扫描电子显微（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对其形

4、貌进行观测。循环伏安法检测其电活性。然后，利用普兰尼克F127的温敏特性，将AT-PEI低温共混于F127中，制备得到F/AT-PEI导电水凝胶。通过流变学特性分析，该导电水凝胶具有剪切变稀和弹性行为，适于3D打印。最后，3D打印构建出电活性组织工程支架，采用交流阻抗法测定-3支架的电导率，结果显示κ均在10S/cm以上。此外，基于蚕丝蛋白制备导电水凝胶。F127诱导蚕丝蛋白溶液成水凝胶，加入DNA包裹的AT-PEI复合物（简称AD），得到导电水凝胶。FT-IR、XRD结果显示，F127可诱导蚕丝蛋白形成β折叠结构，水凝胶成功制备。流变学数据结果表明，该导电水凝胶都具备剪切变稀和弹

5、性行为，且随着AD含量的提高，其凝胶化时间缩短，凝胶强度也随之提高。采用3D打印技术构建电活性组织工程支架，AD含量为5%时其电导率最高，随后下降。采用SEM观测蚕丝蛋白导电水凝胶，其内部孔径随AD含量升高而降低，其原因可能是AD增强了蚕丝蛋I白β折叠结构的形成。蚕丝蛋白复合水凝胶的溶胀降解特性，也可以通过AD含量来调控。总之，本文得到两种导电水凝胶，其导电率满足了微电流刺激需要，可潜在应用于刺激电响应性组织（如心肌、神经等）的生长。关键词：苯胺齐聚物；导电水凝胶；电活性组织工程支架；三维生物打印IIABSTRACTCell-basedmultiplefunctions,sucha

6、sadhesion,proliferation,migrationanddifferentiation,canberegulatedbyelectricalstimulation.Conductingpolymercanintelligentlytransferorcontrolcellelectrochemistrybyitsuniqueelectricalactivityorconductivity.Itiswidelyusedinthefieldoftissueengineering.Throughphysicalorchemicalbonds,hydrogelthethre

7、e-dimensionalcross-linkednetworkstructureisformedinwaterwithawater-solubleorhydrophilicpolymerofhydrophilicgroupsormolecularchains.Asakindofcell-friendlymaterial,itisknownasthe"bio-ink"inthefieldofbiofabrication.Wepreparetocombinetheman