β-TCP/PLLA杂化纳米纤维的制备及其性能研究

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利用电纺方法制得的无纺毡具有孔隙率高、孔径结构可调、生物相容性良好的特点,能够有效地促进细胞的接触和渗透,可使其成为组织工程支架材料研究的热点。本研究以电纺丝制备β-TCP/PLLA新型组织支架,对支架的性能与结构进行了测试与表征,并通过体外细胞培养实验研究了支架的细胞活性。首先以Ca(NO32和(NH42HPO4为原料,通过湿法工艺合成了β-TCP纳米颗粒,采用了FT-IR,XRD和XPS等分析手段研究β-TCP纳米颗粒的结构形态,并采用TEM分析其粒径大小,结果表明,所制得的β-TCP颗粒具有良好的晶型,且粒径分布在219-328nm之间。然后利用SEM和直径分布研究电纺丝法制备PLLA/β-TCP杂化纳米纤维的工艺,考察了溶液浓度,纺丝电压,喷丝口流速和极板距离等纺丝工艺参数对纤维形态的影响,最终确认双溶剂体系下的优化工艺参数。使用EDX,FIIR,XRD和DSC对在优化条件下纺丝所制得的杂化纤维膜分析,β-TCP颗粒与PLLA的某些官能团发生反应,使得二者界面结合良好。其次我们考察了无纺毡分别处于干态和湿态条件下得力学性能,结果显示PLLA/β-TCP界面结合良好,β-TCP起到增强作用。而在湿态条件下,PLLA纤维毡的力学性能有所提高,而PLLA/β-TCP纤维毡的力学性能则呈现下降趋势。本文还继续研究了PLLA和PLLA/β-TCP纤维无纺毡在磷酸盐PBS缓冲溶液(pH7.4,37℃)中的体外降解过程,PLLA/β-TCP纳米纤维膜表现出与PLLA纤维膜不同的降解特性。由于碱性β-TCP的引入,PLLA/β-TCP杂化纤维体系降解液的pH值下降到一定程度后在降解后期呈缓慢上升趋势;PLLA/β-TCP纳米纤维膜吸水率的变化速度低于PLLA膜,而失重率、相对分子量变化则相反。初步细胞培养试验表明β-TCP纳米粒子的引入,使纤维直径增大且表面粗糙程度增加,有利于细胞在纤维膜上的伸展和和繁殖。
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