電紡PLGA-明膠組織工程支架和藥物載體的制備與性能研究.pdf

1、靜電紡絲法是制備微納米級連續(xù)纖維的有效手段，其獨特優(yōu)勢在于，所制備出的纖維膜比表面積大、孔隙小且孔隙率高，不但與細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)相似，而且能夠裝載藥物，因此在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文采用靜電紡絲法制備了聚乙丙交酯(PLGA)/明膠復(fù)合納米纖維，并對其在組織工程支架、表面礦化、表面修飾及藥物控釋等方面開展系統(tǒng)研究工作。具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　 首先，利用靜電紡絲法成功制備出具有非定向和定向結(jié)構(gòu)的PLGA/

2、明膠納米纖維膜，通過掃描電子顯微鏡、衰減全反射傅立葉變換紅外光譜、吸水率實驗、拉伸實驗對戊二醛交聯(lián)前后的纖維的表面形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)、親水性及力學(xué)性能等進行表征。研究發(fā)現(xiàn)，隨著明膠含量的增加，非定向纖維的直徑呈現(xiàn)先降后升的趨勢，直徑分布范圍變寬，纖維膜親水性提高，纖維膜的彈性模量和拉伸強度呈現(xiàn)出先升后降的趨勢。交聯(lián)后纖維膜親水性下降，但拉伸性能有所提高。與非定向纖維膜相比，定向纖維膜的纖維直徑、孔隙率和吸水率略低，但拉伸強度顯著提高。神經(jīng)干

3、細胞培養(yǎng)結(jié)果表明，明膠的加入顯著改善了纖維膜的細胞相容性，纖維的定向結(jié)構(gòu)更有利于細胞的黏附與增殖。
　　 其次，采用濃縮模擬體液法、過飽和法和交替礦化法在PLGA和PLGA/明膠9/1電紡纖維的表面進行礦化沉積。三種方法都使礦化速率顯著提高，其中濃縮模擬體液法和交替礦化法都在短時間內(nèi)將大量礦化物沉積到纖維表面，而過飽和法的礦化物產(chǎn)量相對較低，但纖維膜中的大量孔隙卻得以保留。由于明膠對Ca2+離子具有吸附作用，因此會促進礦化物的形

4、核過程，導(dǎo)致礦化物在PLGA/明膠9/1纖維表面沉積速度大于PLGA纖維。由三種礦化方法得到的鈣磷礦化物都包含透鈣磷灰石(DCPD)、磷酸八鈣(OCP)和羥基磷灰石(HA)，濃縮模擬體液法形成礦化物以DCPD為主，而過飽和法和交替礦化法中的HA含量有所增加。細胞培養(yǎng)結(jié)果顯示，礦化后的纖維膜對骨細胞的黏附、增殖和分化均有良好的促進作用，因此礦化纖維在骨組織培養(yǎng)及修復(fù)方面具有潛在應(yīng)用價值。
　　 再次，采用表面截留法對PLGA電紡纖

5、維支架進行表面修飾。通過考察三氟乙醇水溶液濃度、溶脹時間和截留大分子溶液濃度對截留效果的影響，確定了截留的最佳工藝條件，獲得表面截留明膠的PLGA電紡纖維以及表面截留接枝海藻酸鈉/明膠的PLGA電紡纖維。表面形貌與紅外光譜的結(jié)果證實，天然大分子是通過截留而非黏附固定在PLGA纖維表面。經(jīng)過截留修飾的PLGA纖維膜產(chǎn)生的收縮現(xiàn)象增加了纖維膜單位面積上的纖維密度，從而使纖維膜的力學(xué)性能提高。經(jīng)過表面修飾的PLGA電紡纖維的親水性和細胞相容性

6、大大提高，其中海藻酸鈉/明膠截留接枝的PLGA纖維的親水性和細胞相容性要高于明膠截留的PLGA纖維，顯示了雙層大分子修飾的優(yōu)勢。采用表面截留方法不僅改善PLGA電紡纖維的親水性和細胞相容性，而且提高其力學(xué)性能，充分拓展了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的用途。
　　 最后，分別采用靜電紡絲法和溶液澆注法制備裝載藥物芬布芬的PLGA/明膠電紡纖維膜和澆注薄膜。芬布芬在纖維中呈無定形態(tài)，而在薄膜中以結(jié)晶態(tài)存在，從而導(dǎo)致纖維膜的藥物釋放速率高于薄膜

7、。載藥體中明膠含量增加導(dǎo)致載體溶脹率增大，從而使藥物釋放速率增大，而交聯(lián)處理降低了纖維膜的溶脹率，從而使藥物釋放速率隨交聯(lián)時間延長而降低。與非定向纖維膜相比，定向纖維膜由于纖維排列緊密阻礙了藥物的擴散，從而使藥物釋放速率略有降低。在不同pH值緩沖液中，PLGA基體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度發(fā)生變化，導(dǎo)致藥物釋放速率隨pH值增加而增大。通過研究甲硝唑/芬布芬雙藥載體的藥物釋放性能，發(fā)現(xiàn)雙層結(jié)構(gòu)載藥纖維膜適合作雙藥載體，因為每種藥物可以獨立裝載與釋放