超临界流体技术制备组织工程三维多孔支架工艺研究

【摘要】组织工程的核心是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体，其目前研究的主要内容集中在生物可降解支架材料、种子细胞、体外培养条件等方面，其中理想的三维支架的构建是组织工程化人工器官研究成功的前提条件。超临界CO2诱导相分离-循环干燥过程以其独特的优势为组织工程多孔支架的制备提出了一条新途径，利用该技术制备的多孔支架孔结构可控、孔隙率高，互通性好，几乎无溶剂残留。在多孔支架体外培养过程中，不管是种子细胞进入支架，还是其排泄废物排出支架，均需通过营养液将它们带入或带出。因此营养液和细胞或代谢废物在支架微管内的流动对于体外活体培养的成功起着至关重要的作用。本文以聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸和聚乳酸与聚己内酯共混物为模型材料，丙酮和二氯甲烷为溶剂，实验研究超临界CO2诱导相分离-循环干燥过程制备组织工程支架的可行性，通过SEM对支架内部孔结构表征，考察操作参数如聚合物种类、聚合物浓度、高压釜压力、操作温度、循环干燥时间和CO2流量对孔结构的影响规律，结果表明，操作参数不同，聚合物种类不同，形成的多孔支架结构不同。随聚合物浓度和操作温度的升高，支架孔径逐渐减小；随高压釜压力的升高，支架孔径逐渐增大，随CO2流量的升高，聚合物不同，孔结构大小增减规律不同。循环干燥时间对支架孔径影响不大，但对其可行性有较为重要的影响。结合仿生学和国内外对支架内部结构的相关研究成果，构造不同几何参数的骨支架模型，利用FLUENT软件模拟细胞和营养液在支架内的流动状况，得出了不同结构骨支架内部流场的速度和压力分布图，通过对模拟结果进行对比分析，优化组织工程支架内部结构设计参数，为骨支架内部结构设计提供一定的数据和理论依据。
【作者】贾超；
【导师】蒋静智；郭彦书；
【作者基本信息】河北科技大学，化工过程机械，2014，硕士
【关键词】超临界流体；组织工程；多孔支架；操作参数；相平衡；

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