超临界二氧化碳发泡技术制备PLGA多孔组织工程支架研究

【摘要】支架作为组织工程的基本要素之一,其制备过程的开发是目前组织工程领域的研究热点。利用超临界流体技术制备生物可降解多孔支架,过程中能有效避免传统制备方法中有机溶剂的使用和高温操作条件,在组织工程及医用材料领域具有广阔的应用前景。本文以聚(乳酸-乙醇酸)共聚物(PLGA)为研究对象,采用超临界二氧化碳(SC-CO2)发泡法并结合NaCl颗粒滤沥,制备得到了具有高连通孔隙率的PLGA多孔支架,并对支架性质进行了表征。首先对PLGA单组分SC-C02发泡进行了研究,包括聚合物的组成及分子量.SC-CO2发泡过程温度、压力及泄压速率对泡孔形成的影响。PLGA分子量高时形成泡孔的孔径较为均一,且泡孔平均孔径以及连通孔隙率均随PLGA中乳酸含量的增加而增大；提高过程压力易形成孔径小泡孔密度高的微孔结构材料；降低泄压速率,泡孔易合并形成大孔；聚合物处于高弹态时,发泡温度较低时易形成特殊的多面体大孔结构,而当温度较高时,泡孔塌缩形成球形微孔结构,且泡孔尺寸随着温度升高而增大。通过改变SC-CO2发泡过程参数可以制备具有特定孔尺寸和形貌的PLGA多孔支架,实现泡孔在5-500μm范围内的连续调控。在PLGA单组分发泡实验的基础上,引入NaCl作为致孔剂,采用SC-CO2发泡／颗粒滤沥法制备PLGA多孔支架,研究了NaCl的粒径及加入量对支架孔形貌的影响.NaCl的加入使得PLGA多孔支架形成尺寸在5-10μm以及100-250μm两种不同结构的泡孔,这两种结构的泡孔分别由PLGA在SC-CO2中发泡和NaCl洗脱的印迹所产生的。提高NaCl加入量,支架的总孔隙率增大且泡孔之间的连通性增强;采用较大粒径的NaCl与PLGA混合时,制备得到的多孔支架具有更高的连通孔隙率。利用SC-CO2发泡／颗粒滤沥法能制备出连通孔隙率高达80-90%的PLGA多孔支架,改善了PLGA单组分发泡中存在泡孔连通率低的问题。最后,研究了PLGA多孔支架的体外降解行为和生物相容性。PLGA的降解属于本体降解,在降解初期能够在较长时间内(乳酸和乙醇酸比例为85：15时,约为12周)维持支架的形貌和重量,并PLGA的降解速率能够通过乳酸和乙醇酸配比的不同来调节。本文制备得到的PLGA多孔支架对细胞无毒害,可以应用于组织工程细胞培养中。
【作者】刘倩倩；
【导师】关怡新；
【作者基本信息】浙江大学，生物化工，2013，硕士
【关键词】超临界二氧化碳；发泡；颗粒滤沥；PLGA；多孔支架；组织工程；

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