聚己酸内酯壳聚糖共混材料用于软骨组织工程支架的分析.pdf

华中科技大学
硕士学位论文
聚己酸内酯/壳聚糖共混材料用于软骨组织工程支架的研究
姓名:杨红涛
申请学位级别:硕士
专业:生物化学与分子生物学
指导教师:万影
20090522
华中科技大学硕士学位论文
摘要
生物相容性材料作为细胞黏附生长的模板,在软骨组织修复中起重要作用。生
物材料对细胞的毒性、细胞的黏附性能、细胞的增殖是材料生物相容性的重要指标。
聚己酸内酯(PCL)壳聚糖(CS)两者都是具有良好的生物相容性、生物降解和无
毒性的生物材料,并被广泛的生物医学领域。PCL 以堆砌和折叠方式排列,并形成
细长的结晶区,在非晶区中分子链互相交错,为半结晶性的线性聚合物,因而聚己
酸内酯具有良好的抗压性能以及力学松弛和蠕变性能,且具有良好的柔韧性。正是
由于 PCL 的半结晶性性质,PCL 不具备良好的亲水性。壳聚糖及其衍生物由于其可
再生性、生物相容性以及结构中的多种活性基团,主要有氨基、乙酰基、以及羟基,
具备良好的亲水性能及生物相容性,但是其又缺乏基本的力学机械性能。将高浓度
的乙酸作为共同的溶剂共混后,二者形成均一的复合材料,混合得到的混合材料力
学性能得到提高,特别是 PCL:CS 质量比为 80%时,力学性能得到显著的提高。在
PCL:CS 质量比 50%时其对细胞的黏附效果与纯壳聚糖没有显著区别,在软骨细胞培
养 7d、14d、28d 后,软骨细胞有明显的增殖。这是因为 PCL 的结构改善了材料的力
学性能,维持了材料的 3D 孔结构,使得软骨细胞能够从外界摄取营养物质和代谢物
质的排出。而纯壳聚糖在浸入 PBS 2 周后,其不能维持其高空隙率的 3D 孔结构,结
构坍塌,阻止了细胞与外界的物质交换。本实验采用粒子沥滤法,NaCl(直径为
200-300μm)作为造孔剂,得到了孔隙率为 80%的孔空隙多孔支架材料,材料孔结构
采用 SEM 进行了分析,高孔隙率对细胞的黏附、增殖也起着积极作用。本实验方案
采用 MTT、甲苯胺蓝、H&E 染色对此进行了评价。

关键词:聚己酸内酯(PCL) ,壳聚糖(CS) ,生物相容性,多孔支架材料,
粒子沥滤法,软骨组织工程
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
The patibility biomaterials play a important role in the cartilage reconstruction
as it’s good for cell attachment and growth. Biological materials’ toxicity to cells ,
adhesion properties of cells , cell proliferation on the materials are three indicator of the
patibility of materials. Polycaprolactone (PCL) and chitosan (CS) both have good
patibility, biodegradability and non-toxic to cells, and have a wide range of
biomedical applications. PCL molecular chain arranged and folded to form the amorphous
areas. These chains interlaced with each other forms the semi-crystalline linear polymer,
because of this structure, PCL has a pression performance, mechanical
relaxation, creep properties and has good flexibility. Due to the nature of semi-crystalline,
PCL is highly hydrophobic. Chitosan and its derivatives possess renewable nature,
patibility, as well as the structure of variety of active groups, including amio, acetyl,
and hydroxyl groups, which have good performance on patibility and