靜電紡蛋白-多糖-乳酸己內(nèi)酯共聚物復(fù)合納米纖維支架用于小口徑血管組織工程.pdf

1、心血管疾病因其較高的發(fā)病率成為人類健康的巨大威脅之一。越來越多的病人，尤其是中老年病人需要修復(fù)與再生血管組織，雖然冠狀動脈搭橋等外科手術(shù)方法已成為常用的治療手段，但是這些方法易受到自體血管來源短缺、手術(shù)消費(fèi)高等限制，人工血管支架移植成為了心血管疾病治療的新方法。目前大直徑的血管支架已被成功應(yīng)用于動脈與髖血管的替換中，但是在小口徑血管的移植修復(fù)中并沒有取得成功，這主要是由于體內(nèi)微環(huán)境對小口徑血管支架(直徑<6mm)的順應(yīng)性、生物力學(xué)性能以

2、及細(xì)胞血液相容性等有更高的要求，組織工程靜電紡復(fù)合納米纖維小口徑管狀支架展現(xiàn)了重要的應(yīng)用前景。
　　本課題從模擬天然細(xì)胞外基質(zhì)的組分、結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，選擇天然蛋白膠原（COL）和天然多糖殼聚糖（CS）作為原材料，同時(shí)添加具有優(yōu)良生物降解性能和生物力學(xué)性能的乳酸己內(nèi)酯共聚物（P(LLA-CL)），結(jié)合合成材料和天然材料各自的優(yōu)良性能，采用不同的靜電紡絲法制備復(fù)合材料小口徑血管組織工程支架。通過實(shí)驗(yàn)材料配比的選擇、支架制備方法的改進(jìn)、

3、結(jié)構(gòu)性能以及生物安全性的評價(jià)研究支架在小口徑血管組織工程中的應(yīng)用潛力。
　　首先，本實(shí)驗(yàn)研究了P(LLA-CL)/COL/CS共混納米纖維支架在小口徑血管組織工程中的應(yīng)用。為了將復(fù)合材料納米纖維支架與抗凝藥物肝素結(jié)合在一起，實(shí)驗(yàn)中先對P(LLA-CL)/COL/CS的共混比例進(jìn)行了綜合研究。將膠原蛋白與殼聚糖的比例恒定為4:1，再將P(LLA-CL)以不同比例與 COL/CS共混，通過靜電紡絲法制備不同比例的P(LLA-CL)/C

4、OL/CS共混納米纖維支架。在前期對其力學(xué)性能研究的基礎(chǔ)上，又深入研究了共混支架的纖維形貌、縫合抗拉強(qiáng)度、熱力學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性等，結(jié)果表明合成材料P(LLA-CL)的加入可以很好地增強(qiáng)共混支架的機(jī)械性能和熱力學(xué)穩(wěn)定性；而COL/CS材料的加入有效地增強(qiáng)了共混支架的生物相容性，有助于細(xì)胞的增殖和形態(tài)伸展。綜合考慮各比例共混支架的性能，發(fā)現(xiàn)P(LLA-CL)/(COL/CS)=3:1時(shí)共混支架的機(jī)械性能、熱力學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性達(dá)到最佳

5、平衡，故用于制備負(fù)載肝素的殼芯結(jié)構(gòu)納米纖維管狀支架。將P(LLA-CL)/(COL/CS)=3:1作為殼層溶液，將15％的肝素鈉水溶液作為芯層溶液，采用同軸靜電紡絲法成功制備出負(fù)載肝素的功能性組織工程血管支架。其中殼層的P(LLA-CL)/COL/CS復(fù)合材料賦予支架合適的機(jī)械性能和穩(wěn)定性，芯層肝素通過緩釋可達(dá)到抗凝血的效果。
　　在此基礎(chǔ)上，本實(shí)驗(yàn)通過雙向梯度靜電紡絲法成功制備出具有對稱結(jié)構(gòu)的P(LLA-CL)/COL/CS/復(fù)

6、合納米纖維支架。實(shí)驗(yàn)中將P(LLA-CL)作為組分一，將COL/CS=9:1作為組分二，采用雙向梯度靜電紡絲法，通過有序的改變兩向的推進(jìn)速度來控制兩組分的含量，得到以P(LLA-CL)材料為中間層，COL/CS材料為內(nèi)外層的對稱結(jié)構(gòu)支架。通過評價(jià)纖維微觀形貌、支架孔徑、機(jī)械強(qiáng)度、熱力學(xué)穩(wěn)定性、親水性、體外生物相容性以及生物降解性來表征支架的綜合性能。結(jié)果表明梯度靜電紡對稱結(jié)構(gòu)支架保留了兩組分各自的優(yōu)勢：純天然材料的表面賦予支架更好的親水

7、性以及優(yōu)良的生物相容性，提高支架移植后的安全性和生物功能性，促進(jìn)內(nèi)皮組織快速形成，以改善材料表面的血液相容性；中層較多含量的P(LLA-CL)材料賦予支架較高的抗拉強(qiáng)度以及高彈性；其特殊的降解機(jī)制可以更好的保持纖維形貌和支架結(jié)構(gòu)，通過合成材料與天然材料的復(fù)合可減少降解液的酸性，降低炎癥發(fā)生；縱向梯度對稱的結(jié)構(gòu)使支架保持較大的孔徑，增強(qiáng)細(xì)胞長入支架內(nèi)部的潛能。綜合考慮支架的各種性能，此梯度靜電紡對稱結(jié)構(gòu)支架在小口徑血管組織工程修復(fù)與再生領(lǐng)