聚乳酸作為組織工程支架材料與進展

利用掃描電鏡、x衍射儀以及紅外漫反射儀,并通過對生物活性玻璃/聚乳酸組織工程支架在模擬體液(sbf)中失重率及模擬體液ph值的變化的檢測,系統(tǒng)研究了生物活性玻璃/聚乳酸組織工程支架在sbf中的降解和礦化性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著含有生物活性玻璃的聚乳酸支架在sbf溶液中浸泡時間的增長,sbf的ph值不斷下降;含有生物活性玻璃的聚乳酸支架的質(zhì)量不斷下降。xrd、ftir譜圖和sem圖像表明:在sbf中浸泡一定時間后,有無定型的或結(jié)晶不完善的磷灰石在含有生物活性玻璃的聚乳酸支架的表面沉積形成。

目的進行β-磷酸三鈣/聚乳酸疊層復(fù)合支架的應(yīng)用評價.方法在體外37℃生理鹽水中降解過程中,觀察該材料的重量、力學(xué)強度、聚乳酸分子量、材料周圍環(huán)境的ph值、ca2+濃度等參數(shù)隨時間的變化情況,以及將該支架材料和骨髓基質(zhì)細胞復(fù)合后,植入中國青山羊脛骨段缺損處進行修復(fù)實驗.結(jié)果對修復(fù)效果進行了觀察,發(fā)現(xiàn)其成骨能力較強.結(jié)論此種材料在骨組織工程領(lǐng)域有一定應(yīng)用前景.

文章采用二次燒結(jié)法,沒有添加發(fā)泡劑,制備了一種新型泡沫多孔玻璃陶瓷,主要考察了其多孔性能,分析了其成孔機制并作出成泡沫假設(shè),驗證其降解性能和生物相容性能。多孔玻璃陶瓷的制備過程中沒有采用發(fā)泡劑,但材料可以發(fā)泡成孔,材料的配方中,其鈣磷物質(zhì)的量比為0.47,燒結(jié)溫度選擇680℃。x射線衍射圖譜證實所得多孔玻璃陶瓷主晶相為偏磷酸鈣(β-ca(po3)2,cmp)。液體(水)靜力稱重法計算出其吸水率、顯氣孔率及體積密度分別為34.6%,43.6%和1.26g/cm3,與樹脂成孔法結(jié)果類似。掃描電鏡圖顯示,偏磷酸鈣玻璃陶瓷孔隙豐富,大孔(100～300μm)和微孔(2～20μm)相互貫通。降解性能檢測顯示,偏磷酸鈣塊浸泡于37℃生理鹽水28d,失重率9.2%;掃描電鏡顯示其表面形貌有較大的改變,出現(xiàn)了一些細小條狀物質(zhì),原因需進一步的分析。細胞實驗顯示,人骨髓間充質(zhì)干細胞在偏磷酸鈣孔洞里大量生長,且與偏磷酸鈣材料表面結(jié)合緊密。提示采用二次燒結(jié)工藝,無需添加發(fā)泡劑,利用其自身配方和性質(zhì)即可以制備多孔偏磷酸鈣玻璃陶瓷,其發(fā)泡的主要原因為不定相偏磷酸鈣的降解能力強。降解實驗和生物相容實驗表明所得偏磷酸鈣玻璃陶瓷是一種非常有潛力的組織工程支架材料。

　研究了β-磷酸三鈣/聚乳酸(plla)疊層復(fù)合支架在體外37℃生理鹽水中降解過程,結(jié)果表明復(fù)合材料的孔徑為100～400μm、孔率在60%～70%以上;復(fù)合材料的降解環(huán)境酸度維持在近中性,而純聚乳酸為30左右;復(fù)合材料失重百分率介于純聚乳酸和β-磷酸三鈣之間,在16周內(nèi)達20%;隨降解時間延長,復(fù)合材料力學(xué)強度下降、聚乳酸相對分子質(zhì)量減小;降解過程中ca2+濃度在12周達最大,為0002mol/l.證實該材料理化特性適合于骨組織工程支架材料的要求.

研究了β-磷酸三鈣/聚乳酸(plla)疊層復(fù)合支架在體外37℃生理鹽水中降解過程,結(jié)果表明復(fù)合材料的孔徑為100～400μm、孔率在60%～70%以上;復(fù)合材料的降解環(huán)境酸度維持在近中性,而純聚乳酸為3.0左右;復(fù)合材料失重百分率介于純聚乳酸和β-磷酸三鈣之間,在16周內(nèi)達20%;隨降解時間延長,復(fù)合材料力學(xué)強度下降、聚乳酸相對分子質(zhì)量減小;降解過程中ca2+濃度在12周達最大,為0.002mol/l.證實該材料理化特性適合于骨組織工程支架材料的要求.

通過測定ph值、質(zhì)量損失率、sem、xrd和ftir,系統(tǒng)研究了生物活性玻璃/聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物(pla-peg-pla)/聚乳酸組織工程支架在模擬體液(sbf)中的降解和生物礦化性能。研究結(jié)果表明:隨著支架在sbf溶液中浸泡時間的延長,sbf的ph值和支架的質(zhì)量呈下降趨勢;生物活性玻璃的存在使ph值升高,而pla-peg-pla嵌段共聚物的存在使ph值降低。xrd、ftir圖譜和sem圖像表明:在sbf中浸泡一定時間后,有無定型或結(jié)晶不完善的磷灰石在生物活性玻璃/pla-peg-pla/聚乳酸組織工程支架表面沉積形成,并且pla-peg-pla共聚物降解速度比聚乳酸快;在sbf中浸泡7天后,pla-peg-pla共聚物的含量已經(jīng)很難通過ftir檢測出來。

支架的研究一直是骨組織工程研究的主要問題之一。到目前為止已經(jīng)開發(fā)出了不少比較成熟的支架制作技術(shù)。但是這些技術(shù)都還存在一定的缺陷。快速成形技術(shù)由于具有快速性和高度柔性的突出優(yōu)點,因而在支架制造方面具有廣泛的應(yīng)用前景。清華大學(xué)已經(jīng)在這個方面進行了大量的基礎(chǔ)性研究。

聚乳酸發(fā)泡材料研究進展 **** 單位：重慶文理學(xué)院 地址：重慶永川 郵編：402160（rp.inchina） 摘要：聚乳酸(pla)復(fù)合發(fā)泡材料是一類重要的環(huán)境友好新型可降解材料.該材料通常是以 pla高聚物為主要原料,以其它可降解物質(zhì)(如脂肪族樹脂、淀粉、天然纖維等)為輔助成分 復(fù)合發(fā)泡而成.論述了近年來國內(nèi)外環(huán)境友好pla復(fù)合發(fā)泡塑料的研究進展;綜述了pla復(fù)合 發(fā)泡體存在的問題;概述并展望了pla復(fù)合發(fā)泡材料的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展趨勢. 關(guān)鍵詞：聚乳酸；發(fā)泡材料；高分子；增粘改性；復(fù)合材料 polylacticacidfoammaterials research wanghuan unit:chongqinguniversityofarts address:yongchuan zipcode:40216

文章介紹了環(huán)保型泡沫塑料——聚乳酸泡沫塑料當(dāng)前的研究進展,主要包括國內(nèi)外學(xué)者對聚乳酸的發(fā)泡性能、工藝條件和泡孔形態(tài)等研究,并提出了目前存在的問題,對未來聚乳酸發(fā)泡技術(shù)的研究進行了展望。連續(xù)擠出微孔的聚乳酸泡沫塑料將成為未來的研究熱點和方向,其不斷發(fā)展也將加快推動聚乳酸微孔塑料的工業(yè)化進程。

采用可溶粒子造孔法結(jié)合冷等靜壓成型技術(shù),模擬扁骨的結(jié)構(gòu),制備了一種新型層狀結(jié)構(gòu)的多孔磷酸鈣骨水泥組織工程支架材料,并用xrd和sem等手段對其組成和結(jié)構(gòu)進行了表征,用萬能材料試驗機測定了支架的抗壓強度。結(jié)果表明,材料由致密層和多孔層構(gòu)成,具有與扁骨類似的結(jié)構(gòu)。其中致密層起到了增強作用,可以顯著提高支架的強度。支架多孔層的孔隙率(77.26±1.99)%,孔隙直徑在100～400μm,決定于可溶鹽晶粒的大小;致密層的孔隙率(20.78±0.56)%,主要是磷酸鈣骨水泥固化過程中產(chǎn)生的微孔。

磷酸鈣骨水泥組織工程支架材料具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性,是一種良好的骨組織工程支架材料,但是這種材料存在力學(xué)性能差的缺點,限制了它的應(yīng)用。本文采用生物相容性良好的可降解明膠材料與磷酸鈣骨水泥支架進行復(fù)合,制備出的明膠/磷酸鈣骨水泥復(fù)合支架材料,其壓縮強度可達3．7mpa,比復(fù)合前磷酸鈣支架材料的強度提高了37倍,而且材料具有良好的柔韌性,適合用作為非承重部位骨組織缺損修復(fù)用組織工程支架材料。

通過模擬自然肝臟的內(nèi)部微結(jié)構(gòu),對肝組織工程支架進行仿生設(shè)計,構(gòu)建了有利于人工肝向自然肝轉(zhuǎn)化的肝支架孔洞與管道系統(tǒng).結(jié)合光固化和微壓印工藝制造了肝支架的硅橡膠模具,通過微復(fù)型工藝成型出生物可降解的殼聚糖/明膠復(fù)合肝支架.實驗表明,普通光固化和掩膜光固化工藝可以實現(xiàn)最小尺度為200μm的微結(jié)構(gòu)制造,精密光固化工藝不僅可以在同一模具上制造出具有良好復(fù)型精度和邊緣特征的肝細胞孔洞(200~300μm)和血管管道(100~200μm),而且還可以制造出具有半通透功能的微管道(13.1~30μm).因此,提出的微制造方法能成型出復(fù)雜的肝組織工程支架系統(tǒng),可保證多種肝臟細胞的有序分布,并且為組織工程肝臟支架材料微觀結(jié)構(gòu)的模擬提供了參考.

POE增韌聚乳酸復(fù)合材料的研究

將聚乳(酸pla)接枝到硅灰石粒子表面進行改性,制備了pla-g-硅灰石/pla復(fù)合材料,考察了復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和降解性能。結(jié)果表明:pla-g-硅灰石提高了無機粒子與pla基體的相容性,并使無機粒子在基體中的分散更加均勻;與硅灰石/pla復(fù)合材料相比,pla-g-硅灰石/pla復(fù)合材料的拉伸性能和彎曲性能增強降,解速度減慢并,且在降解過程中保持了較好的力學(xué)性能。

探討海藻酸鈉溶液的濃度變化對藻酸鹽水凝膠新型組織工程支架結(jié)構(gòu)與性能的影響.在氯化鈣溶液濃度相同的條件下,改變海藻酸鈉溶液的濃度,制備出不同原料配比的藻酸鹽水凝膠,冷凍干燥后于光學(xué)顯微鏡下觀察其微觀結(jié)構(gòu)變化,測定水凝膠的含水率與凝膠質(zhì)量分數(shù);將無菌的海藻酸鈉溶液及間充質(zhì)干細胞混合后,與氯化鈣溶液反應(yīng)得到包載干細胞的藻酸鹽水凝膠,倒置熒光顯微鏡下觀察水凝膠所釋放出細胞的存活情況.在氯化鈣濃度一定的條件下,隨著海藻酸鈉濃度的減小,水凝膠的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由致密變得疏松,更易于細胞的生存與釋放.實驗表明,海藻酸鈉水凝膠作為組織工程支架,用于神經(jīng)損傷后修復(fù)具有較好的應(yīng)用前景.

據(jù)"plasticsengineering,2007.63(10):68"報道,美國密蘇里州的spartech公司稱其開發(fā)出塑料板材用新系列材料,基礎(chǔ)原料是每年可再生的資源聚乳酸(pla),不是以從石油為資源得到的塑料。這是pla(商品名nat-ureworks)首次作為板材系列材料。natureworks是cargill公司所屬的natureworks有限公司產(chǎn)品。新系列材料包括rejuven8和rejuven8plus2個牌號,符合關(guān)于塑料生物降解性要求的astmd6400標準,印刷性和加工(熱成型)性良好。

背景:聚乳酸/殼聚糖纖維復(fù)合支架材料既可提高支架的力學(xué)性能,又可中和聚乳酸的酸性降解產(chǎn)物,提高生物相容性,從而滿足組織工程支架的要求。目的:制備用于組織工程的聚乳酸/殼聚糖纖維復(fù)合支架。方法:采用熱致相分離法制備了聚乳酸/殼聚糖纖維復(fù)合支架。測定了復(fù)合支架的微觀形貌、孔隙率、壓縮模量、降解特性、蛋白質(zhì)吸附特性。結(jié)果與結(jié)論:復(fù)合支架具有納米微米共存的亞微觀結(jié)構(gòu)。在聚乳酸納米纖維網(wǎng)絡(luò)中引入殼聚糖纖維,有效地增強了復(fù)合支架的壓縮模量和蛋白質(zhì)吸附能力,復(fù)合支架壓縮模量為純聚乳酸納米支架的3.75倍,蛋白質(zhì)吸附能力比純聚乳酸納米支架提高了112%。體外降解實驗表明復(fù)合支架降解液的ph值隨時間的下降明顯變緩。提示,在聚乳酸納米纖維網(wǎng)絡(luò)中引入殼聚糖纖維,可有效增強支架的壓縮模量,提高蛋白質(zhì)吸附能力,并可有效減緩聚乳酸降解過程中ph值的下降,克服酸性產(chǎn)物引發(fā)的無痛性炎癥問題。

應(yīng)用三維cad軟件設(shè)計支架和相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu),通過光固化快速成形技術(shù)制造出樹脂模具,并在模具中填充磷酸鈣(cpc)生物材料,然后通過熱分解方法去掉樹脂模具,得到具有可控微管道結(jié)構(gòu)的骨組織工程支架。該方法克服了傳統(tǒng)構(gòu)造方法中支架內(nèi)部微管道結(jié)構(gòu)不可控的缺點,為制造出更有利于細胞/組織長入和成活的支架三維空間結(jié)構(gòu)提供了一個更理想的方案。instronmicrotester試驗設(shè)備上測得支架的最大抗壓強度為7.12mpa;測得其表面粗糙度ra=2.16μm。掃描電鏡觀察支架表面微結(jié)構(gòu)特征,能譜分析測出支架中所含鈣元素和磷元素的摩爾比是1.59∶1。結(jié)果表明所構(gòu)造的支架具有良好的生物學(xué)特性。

出于環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的目的,近年我國各省市禁限塑的步伐不斷加快?！都质〗股a(chǎn)銷售和提供一次性不可降解塑料購物袋、塑料餐具規(guī)定》于今年1月施行,規(guī)定全省范圍內(nèi)禁止生產(chǎn)、銷售一次性不可降解塑料購物袋、塑料餐具。這使吉

中科院知識創(chuàng)新工程重要方向項目——聚乳酸產(chǎn)業(yè)化及加工成型關(guān)鍵技術(shù)研究通過了中科院高技術(shù)研究與發(fā)展局組織的專家驗收。該項目由中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所承擔(dān)，寧波材料技術(shù)與工程研究所、化學(xué)研究所和浙江海正集團共同參與。

日前,中科院知識創(chuàng)新工程重要方向項目——聚乳酸產(chǎn)業(yè)化及加工成型關(guān)鍵技術(shù)研究通過了中科院高技術(shù)研究與發(fā)展局組織的專家驗收。該項目由中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所承擔(dān),寧波材料技術(shù)與工程研究所、化學(xué)研究所和浙江海正集團共同參與。中科院長春應(yīng)化所2007年承擔(dān)該項目后,

日前,中科院知識創(chuàng)新工程重要方向項目——聚乳酸產(chǎn)業(yè)化及加工成型關(guān)鍵技術(shù)研究通過了中科院高技術(shù)研究與發(fā)展局組織的專家驗收。該項目由中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所承擔(dān),寧波材料技術(shù)與工程研究所、化學(xué)研究所和浙江海正集團共同參與。中科院長春應(yīng)化所2007年承擔(dān)該項目后,科