毕业论文-可降解生物多孔支架材料的制备与性能

1、.：.；大 学本 科 毕 业 论 文设计 标题:可降解生物多孔支架资料的制备与性能姓名: 专业: 学院: 学号: 指点教师: 职称： 讲师 2021年 5月 11日XX大学本科毕业论文设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文设计，标题 是本人在指点教师的指点下，独立进展研讨任务所获得的成果。对本文的研讨做出重要奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。除此之外，本论文不包含任何其他个人或集体曾经发表或撰写过的作品成果。本人完全认识到本声明的法律结果。 毕业论文设计作者签名： 日期：2021年 5月 11日目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc22984949

2、8 【摘要】 PAGEREF _Toc229849498 h 2 HYPERLINK l _Toc229849499 【关键词】 PAGEREF _Toc229849499 h 2 HYPERLINK l _Toc229849500 1前言 PAGEREF _Toc229849500 h 2 HYPERLINK l _Toc229849501 1.1组织工程支架资料 PAGEREF _Toc229849501 h 2 HYPERLINK l _Toc229849502 1.2组织工程多孔支架制备要求 PAGEREF _Toc229849502 h 3 HYPERLINK l _Toc22984

3、9503 1.3组织工程三维多孔支架的制备及孔构造形状 PAGEREF _Toc229849503 h 3 HYPERLINK l _Toc229849504 1.3.1组织工程多孔支架的致孔方法和技术 PAGEREF _Toc229849504 h 3 HYPERLINK l _Toc229849505 1.4组织工程三维多孔支架的力学性能 PAGEREF _Toc229849505 h 5 HYPERLINK l _Toc229849506 1.5研讨思绪 PAGEREF _Toc229849506 h 5 HYPERLINK l _Toc229849507 2.实验部分 PAGEREF

4、_Toc229849507 h 6 HYPERLINK l _Toc229849508 2.1本实验所用到的试剂及仪器 PAGEREF _Toc229849508 h 6 HYPERLINK l _Toc229849509 2.2测试样品支架制备常温模压/粒子浸出法 PAGEREF _Toc229849509 h 7 HYPERLINK l _Toc229849510 2.3磷酸盐缓冲液PBS配制 PAGEREF _Toc229849510 h 9 HYPERLINK l _Toc229849511 2.4多孔支架构造形状的表征 PAGEREF _Toc229849511 h 9 HYPERL

5、INK l _Toc229849512 2.4.1多孔支架孔构造的形状分析 PAGEREF _Toc229849512 h 9 HYPERLINK l _Toc229849513 2.4.2多孔支架外表亲水测试 PAGEREF _Toc229849513 h 9 HYPERLINK l _Toc229849514 2.4.3多孔支架湿态下的力学性能测试 PAGEREF _Toc229849514 h 9 HYPERLINK l _Toc229849515 3.数据分析与处置 PAGEREF _Toc229849515 h 10 HYPERLINK l _Toc229849516 3.1多孔支架

6、孔构造的形状分析 PAGEREF _Toc229849516 h 10 HYPERLINK l _Toc229849517 3.1.1盐粒掺量与PDLLA多孔资料外表形貌的关系 PAGEREF _Toc229849517 h 10 HYPERLINK l _Toc229849518 3.1.2多孔支架资料的孔隙率丈量 PAGEREF _Toc229849518 h 11 HYPERLINK l _Toc229849519 3.2多孔支架外表亲水测试分析 PAGEREF _Toc229849519 h 12 HYPERLINK l _Toc229849520 3.3多孔支架湿态下的力学性能测试分

7、析 PAGEREF _Toc229849520 h 13 HYPERLINK l _Toc229849521 4结论 PAGEREF _Toc229849521 h 16 HYPERLINK l _Toc229849522 【参考文献】 PAGEREF _Toc229849522 h 17 HYPERLINK l _Toc229849523 5.致谢 PAGEREF _Toc229849523 h 18 HYPERLINK l _Toc229849524 【Abstract】 PAGEREF _Toc229849524 h 19 HYPERLINK l _Toc229849525 【Key W

8、ords】 PAGEREF _Toc229849525 h 19可降解生物多孔支架资料的制备与性能【摘要】制造具有良好三维多孔构造的可降解三维多孔细胞支架是组织工程的关键技术之一。本论文讨论了一种新型聚合物支架制造方法常温模压/粒子浸出法。首先制成聚合物溶液，利用非溶剂快速聚沉的方法得到聚合物/羟基磷灰石/氯化钠三元混合体系，然后将三元混合体系堆积层在糊状下模压成型，枯燥后浸滤除盐。采用密度法测定其空隙率；外表和内部构造、孔径分布由扫描电镜察看得到。结果阐明利用此种方法制造的PDLLA及PDLLA/HA支架孔隙率到达90.0和孔径在150300m之间,三维支架构造稳定，孔径和孔隙率等各项参数可

9、控制。掺入羟基磷灰石(HA),提高了支架资料的润湿和力学性能。润湿形状下，资料的力学性能明显下降，但纳米羟基磷灰石的添加明显延缓了资料强度和刚性的衰减。【关键词】 可降解聚合物 多孔支架 外消旋聚乳酸(PDLLA) 湿态力学性能 1前言组织工程是用细胞和细胞外基质替代物再造组织或器官的新方法，将使组织器官缺损的治疗进入制造组织或器官的新时代。新兴的组织工程利用可降解资料做成三维支架，对细胞外基质构造和功能进展仿生，起到细胞外基质替代物的重要作用，在构成或长出相应的组织或器官后资料就自动降解消逝，巧妙地处理了异体排斥问题。用于制备支架的资料有胶原、多聚糖、聚己内酯、聚乳酸(PLA)及其共聚物PL

10、GA等一系列可降解聚合物1。另一为资料科学家所广泛研讨的课题是包括羟基磷灰石HA和生物活性玻璃的生物陶瓷。假设将二者有机的结合起来，构成新一代生物医用资料即第三代生物资料2，不仅坚持生物学活性特点，同时又不会象惰性物移植那样为病患者带来二次手术苦楚，生物资料在完成其使命后充分降解并直接由代谢排出体外。目前, 新一代生物资料已成为国际上资料前沿领域一个非常活泼的研讨方向,在组织工程中已开场有广泛的临床运用。1.1组织工程支架资料组织工程的要素和关键技术之一为细胞外基质替代物具有特定外形和相连孔构造的可降解三维多孔细胞支架。多孔支架的孔构造、外表性质、力学性能和降解行为主要由支架资料的性质和支架的

11、制备所决议，并对其功能的实现起着非常关键的作用。其根本原理和方法是将在体外培育扩增的正常组织细胞种植到具有良好生物相容性且在体内可逐渐降解吸收的组织工程多孔支架上，构成细胞一支架复合物，细胞在支架上增殖、分化，然后将此复合物植入机体组织病损部位，在体内继续增殖并分泌细胞外基质，伴随着资料的逐渐降解，构成新的与本身功能和形状相顺应的组织和器官，从而到达修复病损组织和器官的目的。组织工程多孔细胞支架的生物相容性取决于所用资料的生物相容性和支架的外表性质，其多孔构造和外形主要由支架制备方法决议，其外表理化性质和形状那么主要取决于所用资料的性质和制备方法，也可经过其它方法加以改良。支架的力学性质和降解

12、速率那么由资料的分子量及其分布、组成、结晶性、亲疏水性和支架的孔隙率、孔尺寸、孔形状等要素决议，植入体内后还与植入部位的微环境有关。织工程支架资料是指能与组织活体细胞结合并能植入生物体的资料，它是组织工程化组织的最根本构架。1.2组织工程多孔支架制备要求在组织工程中多孔支架起到细胞外基质的作用，是对细胞外基质的构造和功能的仿生。除可注射性资料以外，大多数组织工程支架必需预先制成多孔支架。组织工程多孔支架需求满足以下要求：1良好的生物相容性，即无明显的细胞毒性、炎症反响和免疫排斥；2适宜的可生物降解吸收性，即与细胞、组织生长速率相顺应的降解吸收速率。3适宜的孔尺寸、高的孔隙率(90% )和相连的

13、孔形状，以利于大量细胞的种植、细胞和组织的生长、细胞外基质的构成、氧气和营养的传输、代谢物的排泄以及血管和神经的内生长；4特定的三维外形以获得所需的组织或器官外形；5高的外表积和适宜的外表理化性质以利于细胞粘附、增殖和分化，以及负载生长因子等生物信号分子；6与植入部位组织的力学性能相匹配的构造强度，以在体内生物力学微环境中坚持构造稳定性和完好性，并为植入细胞提高适宜的微应力环境3。1.3组织工程三维多孔支架的制备及孔构造形状除可注射性资料以外，大多数组织工程支架必需预先制成多孔支架。组织工程多孔支架的制备方法决议了支架的孔构造和外形，同时支架构造对其力学性能、外表性质和降解性质也有较大的影响，

14、因此从组织工程学科一开场兴起，组织工程支架的制备技术就遭到研讨者足够的注重，出现了多种多样的制备方法。组织工程多孔支架孔构造从制备方法上看，大孔尺寸、孔壁尺寸、孔壁内微细构造取决于致孔方法，而解剖外形和尺寸那么取决于成型方法。因此，组织工程支架的制备通常分为致孔和外构成型两个层次，二者必不可少，相互结合才干制得满足要求的支架。因此，组织工程多孔支架的制备也主要有两个方面的问题需求处理，即获得相连的多孔构造和适宜的外形4。1.3.1组织工程多孔支架的致孔方法和技术1.3.1.1纤维支架纤维支架是组织工程研讨中最早采用的细胞外基质替代物之一，主要由PGA或其共聚物等结晶性聚合物纤维构成。利用纺织技

15、术将直径1O15m 的纤维制成织物或无纺物，其孔隙率高达97%，比外表积高达0.05m-1，但存在力学强度较差、承压时会坍塌的缺陷。将织物热处置或采用PLLA或PLGA溶液涂覆织物4的方法，可使相邻纤维间构成物理连结，从而使纤维支架稳定、耐压。PGA纤维支架易于借助于阴模制成各种外形，已胜利地用于软骨等多种组织工程领域。纤维支架的缺乏之处在于孔隙率和孔尺寸不易控制，亦不易独立调理3。1.3.1.2粒子致孔法粒子致孔法指首先将组织工程资料和致孔剂粒子制成均匀的混合物，然后利用二者不同的溶解性或挥发性，将致孔剂粒子除去，于是粒子所占有的空间变为孔隙。致孔剂粒子可采用氯化钠、酒石酸钠和柠檬酸钠等水溶

16、性无机盐或糖粒子，也可用石蜡粒子或冰粒子。最常用的方法是，利用无机盐溶于水而不溶于有机溶剂、聚合物溶于有机溶剂而不溶于水的特性，用溶剂浇铸法将聚合物溶液盐粒混合物浇铸成膜，然后浸出粒子得到多孔支架。1.3.1.3相分别法冷冻枯燥法用于制备组织工程多孔支架的相分别法是指将聚合物溶液、乳液或水凝胶在低温下冷冻，冷冻过程中发生相分别，构成富溶剂相和富聚合物相，然后经冷冻枯燥除去溶剂而构成多孔构造的方法。因此，相分别法又往往称为冷冻枯燥法。按体系形状的不同可简单地分为乳液冷冻枯燥法、溶液冷冻枯燥法和水凝胶冷冻枯燥法3。1.3.1.4气体发泡法气体发泡法可防止在制备支架时运用有机溶剂。该法将聚合物压成片

17、，浸泡在高压二氧化碳中直至饱和，甚至超临界形状，然后降至常压，气体的热力学不稳定性导致气泡成核和增长，构成多孔支架，但孔为闭孔构造。假设将发泡法与粒子浸出法相结合，那么可制得相连的开孔构造的多孔支架。假设将聚合物粉末和致孔剂粒子混合物在室温下模压制取圆片，那么该法还可防止运用高温，有利于在温暖的条件下引人生长因子。受控释放的生长因子可坚持90%的生物活性，已用于平滑肌组织工程。发泡法中影响孔隙率和孔构造的要素主要有聚合物结晶性和分子量、平衡时间、放气速率等。结晶性聚合物PLLA和PGA难以发泡，无定型聚合物PLGA易发泡；聚合物分子量越高越难以发泡，孔隙率越低；在高压气体中平衡时间越长，孔隙率

18、越高；放气速率对孔隙率影响较小5。1.3.1.5烧结微球法 将可降解聚合物微球参与模具中，加热至玻璃化温度以上，坚持一定时间后冷却、脱模可制得烧结微球支架。热处置时微球相互接触处由于链运动而连结在一同，冷却至室温后该构造被固定下来，因此得到多孔的烧结微球支架。微球严密堆积产生的孔隙成为支架的孔，孔尺寸范围为37150m，与微球尺寸成正比，孔隙率那么随微球尺寸增大约有添加，为3139%，孔相连性很好。支架紧缩模量为241349MPa，随微球尺寸减小而增大。该支架的孔隙率与松质骨中组织分率(30%)相近，力学性能也与松质骨相当，因此可作为松质骨修复的“负模板，修复完成后孔的部分成为组织，聚合物微球

19、部分降解后成为松质骨的空隙。该法优点在于孔相连性好，孔尺寸易调控，力学强度大，缺陷那么在于孔尺寸偏小，孔隙率亦低 3。针对现有的支架制造方法如有机溶剂发泡法、三维喷涂法、相分别法、高压气体发泡法、浇注NaC1沥清法等，详细分析其存在缺陷的缘由如下：(1)有机溶剂残留。隐藏有破坏细胞及活性因子活性的危险；(2)高温拔丝损害分子稳定性，且喷涂技术难度大、本钱高；(3)空隙分布不均匀。不利于成骨细胞附着、增殖和移行；(4)由于固有粘滞性限制，采用气体法和溶剂发泡等方法时开孔率低。不利于细胞向支架深部移行及营养、代谢产物交换；(5)因聚合物溶液流动或者运用粘合剂将导致部分氯化钠颗粒被包裹，从而开孔率下

20、降并且遗留潜在危害；(6)在溶剂浇注法中由于聚合物溶液与氯化钠密度不同。而出现氯化钠沉淀。导致空隙上下分布不均匀难以制形成大型稳定的支架。虽然沥取加高压气体法进展了改良。但是由于聚合物颗粒间结合相对松散,而且加工条件较高,运用仍有不便。表1.制备组织工程多孔支架的各种方法和技术的特点 制备方法资料要求孔尺寸(m)孔隙率(%)比外表积(m-1)孔形状其他纤维支架纤维20-100970.05相连性好，不规那么孔力学强度差粒子致孔法可溶或热塑性30-50093-95不规那么孔，高孔隙率时相连性 好孔隙率和孔径可独立调控相分别/冷冻枯燥可溶20090-9750-100m2/g大孔和微孔相连微孔孔尺寸偏

21、小气体发泡法无定型可溶100-5009520 m2/g相连大孔,含少量微孔防止溶剂和高温，无外表皮层烧结微球法可溶热塑性30-15030-40相连性好紧缩强度高组织工程多孔支架作为细胞外基质的替代物，其外形和孔构造对实现其作用和功能具有非常重要的意义。虽然现有的制备方法和技术在调控多孔支架的外形和孔构造上已获得了很大的进展，但各种制备方法和技术各有其优缺陷，单一的一种方法难以满足组织工程多孔支架的一切要求，往往要根据支架的实践要求，将多种方法结合起来才干制备出需求的支架。1.4组织工程三维多孔支架的力学性能组织工程多孔支架应具有与病损组织相当的力学性能，能顺应病损部位的生物力学微环境，并在组织

22、生长过程中能坚持其构造完好性和接受压力，直至新生组织替代支架起支撑作用。其力学性能除取决于支架资料本身的力学性能外，主要受支架孔隙率的影响，随孔隙率添加而显著减小，在高孔隙率时尤甚。因组织工程多孔支架往往需求高于90%的孔隙率，其力学性能比本体聚合物要低得多。孔隙率高于90%的支架的紧缩模量通常在10-102KPa数量级6。1.5研讨思绪由于医用可降解多孔支架宏大的社会、经济价值和学术意义，自九十年代以来，组织工程学的研讨在全世界迅速升温，从细胞分化和扩增、生物资料及多孔支架、组织构建等各个方面全方位展开，部分组织工程产品(如人工皮肤)已开场临床运用。相比而言，我国在组织工程研讨上起步比国外稍

23、晚，但开展迅速，特别是在组织构建方面获得了艰苦进展，己在初步的人体临床中获得胜利，根本与世界先进程度同步。但到目前为止，临床实验以及大部分动物实验中所需的组织工程资料和支架依然主要依托进口，现有的资料和多孔支架尚不能完全满足细胞培育和组织构建的要求。在骨组织工程中，90的孔隙率和至少100m的孔径往往是细胞浸透和新生组织血管化所必需具备的条件7。聚合物溶液、乳液或水凝胶在低温下冷冻发生相分别，构成富溶剂相和富聚合物相，然后经冷冻枯燥除去溶剂可以构成多孔构造。孔的形状和孔隙率经过改动溶液中聚合物的浓度、冷冻温度和溶剂的类型等来控制。这种方法虽然可以制得高孔隙率的支架资料但却存在孔尺寸偏小的问题，

24、不太适宜制备大孔构造3。除了上述热诱导相分别技术，微球烧结、气体发泡和粒子浸滤等方法也被用来制备三维多孔支架资料。其中，粒子浸滤法制得的支架资料孔隙率可达9193%，孔隙率由粒子含量决议；孔尺寸50500m那么由粒子尺寸决议；孔的比外表积随粒子用量增大和粒径减小而增大。致孔剂可采用氯化钠、酒石酸钠和柠檬酸钠等水溶性无机盐或糖粒子,也可用石蜡粒子或冰粒子。该方法具有操作简单、适用性广，孔隙率、孔尺寸和相互连通性易独立调理的特点，成为实现多孔和相连孔构造的通用方法，得到了广泛的运用。另外，粒子浸滤法假设和气体发泡法，冷冻枯燥等方法结合起来运用，对于改善孔的连通程度很有协助 8。Li以NaCl为致孔

25、剂，首先将聚合物、硅灰石和致孔剂混合均匀后压实，然后在聚合物熔点附近烧结成型并辅以NaCl粒子浸滤的方法制成了匀质大孔可降解生物资料。由于商业可降解聚合物大都是尺寸较大的粒料，利用此方法制备多孔构造时需求事先对聚合物进展微粉化，物料的研磨混和过程容也易呵斥致孔剂尺寸的减小。鉴于此，本工程拟开展以下技术步骤制备多孔的可降解生物复合资料：1首先制成聚合物溶液，利用非溶剂快速聚沉的方法得到聚合物/羟基磷灰石/氯化钠三元混合体系；2将三元混合体系堆积层在糊状下模压成型；(3)浸滤除盐。此方法的优点是不用事先对聚合物粒料进展微细化，聚合物、填充物和致孔剂的混合非常均匀，而且在混合过程中不会呵斥致孔剂尺寸

26、的改动。本毕业论文任务基于骨质生物资料的多孔构造需求和干、湿态力学性能的差别，设计制备了骨组织工程用PDLLA/HA生物多孔支架资料。为处理活性填料羟基磷灰石HA和致孔剂NaCl在聚合物基体中的分散问题，利用含少量溶剂的可降解聚合物溶液致孔剂混合物在室温下的可塑性和外形坚持才干，提出了一种新的常温模压粒子浸出法，用于制备各种外形的三维多孔支架。这种常温模压成型将致孔和外构成型有机结合，实现了简便可行的多孔支架的一步成型。抑制传统的粉末压实烧结辅以粒子浸滤技术的缺陷，在制备聚合物多孔构造中引入非溶剂快速聚沉的技术步骤，构成方便可行的制备生物多孔资料方法。经过改动生物活性填料的用量、致孔粒子尺寸和

27、含量来实现资料生物活性资料微构造的可控。研讨资料的外部运用环境磷酸缓冲液PBS润湿等、聚合物降解和多孔构造对生物支架资料的力学性能、尤其是湿态力学性能的影响，为新一代生物医用资料的制备和运用提供方法上的探求和进展优化设计的根据。相对于微米级的羟基磷灰石,采用纳米羟基磷灰石同聚乳酸复合能很好的改善复合资料的界面结合表现,有望很好地处理复合资料研讨过程中出现的HA 和PLA 之间的界面相容性和分散性的问题,因此很能够成为羟基磷灰石/ 聚乳酸复合生物资料领域令人瞩目的一个新的研讨方向9。2.实验部分2.1本实验所用到的试剂及仪器主要仪器：SEM S3400N()型 日本株式会社日立高新技术接触角仪(

28、59980-35, Cole-Parmer)CJJ78-1型磁力加热搅拌器真空枯燥箱原料:外消旋聚乳酸(PDLLA), 济南岱罡生物科技产，粘均分子量为7.5万；氯仿，上海申翔化学试剂，分析纯；羟基磷灰石，Berkkeley Advanced Biomaterials, Inc (USA)，球形，平均粒径50nm；氯化钠：天津红岩化学试剂, 分析纯，筛粉150300m的颗粒备用。2.2测试样品支架制备常温模压/粒子浸出法将聚合物PDLLA在40水浴锅中溶于氯仿(CHCl3)溶剂中，磁力搅拌得到聚合物浓溶液，然后(参与固体质量比分别为10%;20%;30%的羟基磷灰石nHA,超声10Min)参与

29、一定比例盐粒子(NaCl)，混合均匀，大部分溶剂挥发后，急速参与非溶剂 (CH5OH) 快速聚沉，聚合物溶液/盐粒混合物呈面团状。将其置于模具于10MP(约6t)压制成10厚度约为5-8mm的圆柱体。在室温中枯燥24h再置于真空枯燥箱40枯燥24h,然后用去离子水滤去样品中的盐粒子(NaCl),烘干制得实验测试样品10。多孔资料的制备过程示于图1。本实验采用精制食盐作为致孔剂，实验前用规范筛挑选所需粒径范围内的食盐颗粒，以确保其颗粒大小均匀在150-300m。图1：多孔支架测试样品的制备流程简要表示图本实验制备了纯PDLLA和NaCl质量比 1:7；1:8；1:9；和掺入羟基磷灰石nHA10%

30、 ;20% ;30%(按PDLLA+nHA固体成分,下同)等共八组样品进展性能对比测试。表2.实验样品的编号编号样品组分编号样品组分PDLLA:NaCl 1:7PDLLA:NaCl 1:8 nHA 20%PDLLA:NaCl 1:8PDLLA:NaCl 1:9 nHA 20%PDLLA:NaCl 1:9PDLLA:NaCl 1:8 nHA 10%PDLLA:NaCl 1:7 nHA 20%PDLLA:NaCl 1:8 nHA 30%2.3磷酸盐缓冲液PBS配制 为模拟人体生理环境，测试多孔支架在湿态下的紧缩力学性能，需将多孔支架经磷酸盐缓冲液PBS预湿处置。配制0.01M磷酸盐缓冲液PBS，称

31、取8g NaCl、0.2g KCl、1.44g Na2HPO4和0.24g KH2PO4,溶于800ml蒸馏水中，用HCl调理溶液的pH值至7.4，最后加蒸馏水定容至1L即可。2.4多孔支架构造形状的表征2.4.1多孔支架孔构造的形状分析 采用HITACHI公司S一3400N()型扫描电子显微镜(SEM)察看多孔资料的外表形貌、孔径大小及分布、孔间连通情况，加速电压10kV,样品全部进展蒸金处置。多孔支架孔隙率=(1多孔支架分量/支架表观体积/聚合物本体密度)100%。2.4.2多孔支架外表亲水测试利用接触角仪(59980-35, Cole-Parmer)丈量八组样品的亲水角a，阐明孔率构造和

32、nHA对多孔支架与水的亲附才干。 图2.接触角表示图2.4.3多孔支架湿态下的力学性能测试测试生物多孔资料的湿态力学性能紧缩强度和紧缩模量，将测试结果与干态室温、枯燥形状力学数据进展比较。调查PBS润湿、孔构造、孔隙率等要素对资料湿态力学性能的影响11。为表征多孔支架的力学性能，进展紧缩测试，以10应变10时压应力表示，确定其紧缩模量E和抗压强度。实验是在室温(25)微机控制电子万能机械实验机, 压头下降速度定为3mm/min,圆柱试样尺寸为10mm，高度约4-8mm，用于测试在潮湿态下力学性能。8组样品分别进展干湿态紧缩测试，分别求取其平均值和规范偏向值12。3.数据分析与处置3.1多孔支架

33、孔构造的形状分析3.1.1盐粒掺量与PDLLA多孔资料外表形貌的关系以PDLLA为原料，粒径为150-300m的盐粒子NaCl为致孔剂，其掺入量为10%;20%;30%，制备了多孔资料试样，其剖面形貌的SEM照片分别如图3所示. 图3.a号样品PDLLA:NaCl 1:7图3. (b)号样品PDLLA:NaCl 1:8图3. (c)号样品PDLLA:NaCl 1:9 图3.d号样品PDLLA:NaCl 1:8 nHA 20%图3.e号样品PDLLA:NaCl 1:8 nHA 20%从图3. (a)(b)(c)可以看出，号样品随着食盐掺量的添加，试样中孔的密度明显增大，孔径减小；试样中有大量蜂窝

34、状的孔洞，外表及内部孔隙分布较均匀；孔径在约140-330m分布较多，与致孔剂NaCl粒径相当。图中显示孔的外形较规那么，能够是由于PDLLA的硬度比较大，MW较高，使其能较好地坚持孔的外形，但同时也使孔的连通性降低。从图3. (b)(d)号样品相比较，添加了20%的nHA,但孔构造和孔隙率并没有明显变化。3.1.2多孔支架资料的孔隙率丈量 三维多孔支架孔隙率按如下公式计算： 式中w为多孔支架的分量;v为支架的表观体积，p为聚合物本体的密度。而V=R2 H，p=1.1g/cm3 表3.各组样品的孔隙率从表3.可以看出，在NaCl颗粒大小一样的情况下，多孔支架资料的孔隙率由NaCl掺量决议，孔隙

35、率随NaCl掺量的提高而增大因此，在制备多孔资料时，可以用NaCl掺量来控制孔隙率。而且在多孔支架资料掺入羟基磷灰石(nHA),随着掺入量的添加，多孔支架资料孔隙率减少，但减少得并不显著,这与图3. 相吻合。3.2多孔支架外表亲水测试分析编号a1a2a3平均a89.688.487.888.689.092.291.490.796.292.089.892.777.875.676.576.679.878.477.278.582.081.279.480.780.082.279.480.567.670.169.068.9表4.八组样品的亲水接触角 (度)根据表4.比较测得的接触角值变化，可以看出多孔支架

36、随着孔隙率的增大，接触角值增大，但幅度不大，即润湿性略微降低。比较；测得的接触角值的变化，可以看出多孔支架中掺入了羟基磷灰石后，接触角值减小，即润湿性提高了。3.3多孔支架湿态下的力学性能测试分析本实验主要选取PDLLA:NaCl 1:8和PDLLA:NaCl 1:8 nHA 20%两组样品进展多孔支架在湿态下紧缩力学性能的测试。多孔支架的预湿处置:对两组样品，在室温下(25)浸泡0h；1h；2h；5h；10h；15h；20h，每次浸泡取三个样品对其进展紧缩测试。其他样品组只进展浸泡0h和5h的紧缩测试。紧缩测试中以10应变10时压应力表示，确定其紧缩模量E和抗压强度。图5. 号样品PDLLA

37、:NaCl 1:8未经PBS预湿处置的紧缩应力-应变曲线PDLLA多孔资料未经PBS预湿处置的紧缩应力-应变曲线如图5所示。 在低应变(0.3%，即压紧前)时应力一应变关系偏离线性，压紧后至应变约3%的范围内应力一应变呈线性关系，应变大于3%后，应力一应变关系偏离线性关系。由直线部分的斜率可求得紧缩模量E，而紧缩强度以紧缩应变为10%时的紧缩应力10来表示。号样品未经PBS预湿处置的10=0.65Mpa, 紧缩模量E=12.7。图6.号样品PDLLA:NaCl 1:8经PBS预湿处置20h的紧缩力图图6示出PDLLA多孔支架资料的经PBS预湿处置20h的应力-应变曲线。从图6同样可以看出，在低

38、应变(0.1%，即压紧前)时应力一应变关系偏离线性，压紧后至应变约3%的范围内应力一应变呈线性关系，应变大于3%后，应力一应变关系偏离线性关系。由直线部分的斜率可求得紧缩模量E，而紧缩强度以紧缩应变为10%时的紧缩应力10来表示。号样品经PBS预湿处置20h后的10=0.54Mpa, 紧缩模量E=9.2，与纯聚合物多孔资料相比力学性能显著降低。 图7.号样品PDLLA:NaCl 1:8 nHA 20%未经PBS预湿处置的紧缩力图PDLLA/HA多孔纳米复合资料未经PBS预湿处置的紧缩应力-应变曲线如图7所示。在低应变(0.7%，即压紧前)时应力一应变关系偏离线性，压紧后至应变约5%的范围内应力

39、一应变呈线性关系，应变大于5%后，应力一应变关系偏离线性关系。由直线部分的斜率可求得紧缩模量E，而紧缩强度以紧缩应变为10%时的紧缩应力10来表示。号样品未经PBS预湿处置的10=0.91Mpa, 紧缩模量E=15.9图8.号样品PDLLA:NaCl 1:8 nHA 20%经PBS预湿处置20h的紧缩力图图8示出PDLLA/HA多孔纳米复合资料的经PBS预湿处置20h的应力-应变曲线。在低应变(0.5%，即压紧前)时应力一应变关系偏离线性，压紧后至应变约3%的范围内应力一应变呈线性关系，应变大于3%后，应力一应变关系偏离线性关系。由直线部分的斜率可求得紧缩模量E，而紧缩强度以紧缩应变为10%时

40、的紧缩应力10来表示。号样品经PBS预湿处置20h后的10=0.76Mpa, 紧缩模量E=14.2 图9.PDLLA:NaCl 1:8和PDLLA:NaCl 1:8 nHA20%经PBS预处置不同时段的10图10.PDLLA:NaCl 1:8和PDLLA:NaCl 1:8 nHA20%经PBS预处置不同时段的E 多孔支架PDLLA:NaCl 1:8和PDLLA:NaCl 1:8 nHA20%两组样经PBS预湿处置，经不同时间后的10 如图9.和图10.所示,掺入羟基磷灰石后，多孔支架的10 和E明显比纯PDLLA多孔支架大，而10添加约为28%。初始值枯燥态和总平均针对一切在潮湿形状的数据的1

41、0 和E有显著差别。这意味着，一旦多孔支架经磷酸盐缓冲液(PBS)润湿1小时10 相对枯燥支架的10=0.1MPa的10=0.06MPa，机械性能从干到湿形状存在着明显的减少了。当支架经过PBS预湿，两组样品的10 减少了约10%和6%。而E相对枯燥支架的E=0.6MPa的E=1.1Mpa,两组样品的E分别减少了5%和7%。这一结果阐明，多孔率支架易于被润湿且值得我们思索润湿后对力学性能的影响。另一方面，在1小时至20小时润湿后其力学性能并没有显着减少。另外，从图9和图中还可以看出，随着润湿时间的延伸，纯聚合物多孔资料和纳米复合资料多孔资料的力学性能都逐渐降低，但是纳米羟基磷灰石的引入明显延缓

42、了这种趋势，5h后根本趋于平衡。这对于生物支架在组织工程中的运用、维持修复资料在湿态下必要的刚性和强度具有重要的意义。4结论1采用常温模压/粒子浸出的方法，引入非溶剂快速聚沉的技术步骤，可以制备各种不同复杂外形的组织工程三维多孔支架，并可以抑制生物活性填料在聚合物中的均匀分散，提高致孔质量。多孔支架的孔隙率与参与致孔剂的量有关，孔隙率随着掺入的盐粒量提高而增大，与致孔剂的粒径和外形关系不大，孔隙率很容易得到控制。2孔隙率的大小对可降解聚合物多孔资料的润湿影响不明显。多孔支架中掺入了羟基磷灰石后，接触角值减小，润湿性有较大的提高。3常温模压粒子浸出法制备的多孔支架的力学性能除与聚合物资料组成和分

43、子量有关外，主要受孔隙率影响。孔隙率增大，力学性能降低。HA掺入PDLLA构成复合多孔支架后，可以明显提高资料的初始强度。润湿形状下，多孔资料的力学性能明显下降，但纳米羟基磷灰石的添加明显延缓了资料强度和刚性的衰减。【参考文献】1Hou QP, Grijpma Dirk W, Feijen J. Porous polymeric structures for tissue engineering prepared by a coagulation, compression moulding and salt leaching technique. Biomaterials 2003;24:19

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45、备 建筑资料学报 2005;(8):710-7136Engelberg I, Kohn J. (1991) Physico-mechanical properties of degradable polymers used in medicalap plications:a c omparative study.Biomaterials,12:292-3047Griffith LG. Emering design principles in biomaterials and scaffolds for tissue engineering. Ann NY Acad Sci 2002;961:8

46、3-958Spaans CJ, de Groot JH, Belgraver VW, Pennings AJ. A new biomedical polyurethane with a high modulus based on 1,4-butanediisocyanate and epsilon-caprolactone. J Mater Sci-Mater Med 1998;9:675678.9任 杰;周新宇 羟基磷灰石/ 聚乳酸及其共聚物复合生物资料 上海生物医学工 2004(25);41-5410吴林波，张俊川，景殿英，丁建东 可降解聚酯多孔支架的常温模压成型 运用化学：2005(09

47、)1024-102611郭晓东，郑启新，杜靖远，可吸收羟基磷灰石聚DL-乳酸骨折内固定资料机械强度和生物降解性研讨 中国生物医学工程学报 2001(20);23-2712Linbo Wu, Junchuan Zhang, Dianying Jing, Jiandong Ding “Wet-state mechanical properties of three-dimensional polyester porous scaffolds 2005(05);264-2715.致谢本论文从选题、实验到最后的结果分析都是在陈大柱教师的用心指点下完成的，陈教师对科研任务的严谨，在实验过程中的一丝不苟深深地感染了我，也正是在教师这种以身传教和耐心的协助 下，使我对实际学习有了更深的领会,很赞赏陈教师给予我的指点和协助 。陈玲同窗在实验过程中对我的协助 ，虽然做一同做实验的时间不长，但她做事的细心与学习上的仔细精神感染了我。还有谢盛辉