明膠-海藻酸鈉互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠纖維的制備與表征.pdf

1、近年來，水凝膠在組織工程支架構(gòu)建領(lǐng)域備受關(guān)注。高度水合的聚合物網(wǎng)絡(luò)可以促使細(xì)胞粘附、增殖和分化，可用于治療受損的組織和器官。水凝膠纖維是構(gòu)建三維支架的重要結(jié)構(gòu)單元。通過纖維的編織，可設(shè)計(jì)構(gòu)建利于細(xì)胞浸潤的高孔隙率、高力學(xué)強(qiáng)度、與組織及器官形狀相適應(yīng)的支架。至今，制備具有優(yōu)異生物相容性和良好力學(xué)強(qiáng)度的水凝膠纖維仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)新課題。為此，本文采用酶法等生物相容性方法制備高強(qiáng)度互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠纖維，并進(jìn)行詳細(xì)力學(xué)、生物學(xué)評價(jià)等系統(tǒng)研究。

2、>　　首先，通過濕法紡絲法，以Ca2+/mTG交聯(lián)制備了明膠/海藻酸鈉互穿網(wǎng)絡(luò)(IPN)水凝膠纖維。通過電子單纖維強(qiáng)力儀測試?yán)w維的力學(xué)性能，稱重法分析了水凝膠纖維的含水率以及生物降解行為。結(jié)果表明，明膠/海藻酸鈉IPN水凝膠纖維(w/mTG)的力學(xué)強(qiáng)度顯著高于半互穿(Semi-IPN)纖維(w/o mTG)，拉伸強(qiáng)度最大達(dá)62 cN，斷裂伸長率達(dá)739％。IPN纖維含水量低于Semi-IPN纖維，但隨明膠含量的增加而增大。體外降解實(shí)驗(yàn)顯

3、示，在木瓜蛋白酶降解液中，IPN纖維的降解時(shí)間約為8-9 h，遠(yuǎn)比semi-IPN的長。噻唑藍(lán)(MTT)法評價(jià)了纖維的細(xì)胞毒性，并通過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡(SEM)觀察了L929細(xì)胞在纖維材料上的黏附、增殖情況。結(jié)果表明，明膠/海藻酸鈉IPN纖維無細(xì)胞毒性，細(xì)胞易于粘附，是一種生物相容性優(yōu)異的水凝膠纖維。
　　其次，進(jìn)一步采用Fe3+/mTG交聯(lián)制備了明膠/海藻酸鈉互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠纖維。力學(xué)測試結(jié)果顯示，與海藻酸鈉纖維相比，IPN纖

4、維的力學(xué)性質(zhì)有顯著的提高。當(dāng)海藻酸鈉濃度為3％時(shí)，IPN纖維的拉伸強(qiáng)度增大了5倍(77.31 cN vs14.97 cN)，斷裂伸長率增加了5倍(81.9％ vs15.1％)。IPN纖維(w/mTG)含水量均比Semi-IPN纖維(w/o mTG)的低，添加明膠之后，纖維的含水量明顯增大。體外降解實(shí)驗(yàn)顯示隨著明膠含量的增大，IPN纖維的降解時(shí)間增長，5d后，纖維均降解了50％以上。噻唑藍(lán)(MTT)比色法評價(jià)材料的細(xì)胞毒性，結(jié)果顯示IPN

5、水凝膠纖維無細(xì)胞毒性。
　　最后，通過酪氨酸酶催化酚羥基交聯(lián)制備改性羧甲基殼聚糖凝膠，分析了聚合物濃度、熊果苷濃度以及酶濃度對凝膠化時(shí)間的影響。結(jié)果表明，當(dāng)NOCC、酪氨酸酶濃度增大時(shí)，凝膠化時(shí)間明顯減少，而改變熊果苷濃度，凝膠化時(shí)間基本保持不變。在羧甲基殼聚糖凝膠表面接種成纖維細(xì)胞以及脂肪干細(xì)胞，評價(jià)材料對細(xì)胞的生長增殖影響。結(jié)果表明，羧甲基殼聚糖凝膠具有良好的細(xì)胞相容性，細(xì)胞呈單個(gè)或團(tuán)狀黏附在材料表面，生長良好。
　　論