热致相分离法制备组织工程血管支架及生物学评价

【摘要】：热致相分离技术是一种制备纳米纤维组织工程支架的有效手段,采用该技术制备的管状支架可用于小口径血管缺损的修复。但采用左旋聚乳酸(PLLA)单一材料制备的纳米纤维血管支架由于缺乏柔性和弹性,力学强度与天然血管有很大差距,无法满足临床需要。为克服这一难题,本论文采用PLLA与弹性体聚(ε一己内酯)(PCL)或左旋聚乳酸一聚ε-己内酯共聚物(PLCL,50:50)的混合体系来制备相分离管状支架。并通过交联剂将肝素与纳米纤维血管支架表面共价结合,提高支架的抗凝血能力。通过培养猪髂动脉内皮细胞(PIECs)和人血管平滑肌细胞(HVSCs)对材料的生物相容性进行评价。主要研究分为三个部分： 1.采用PLLA/PCL及PLLA/PLCL复合体系制备纳米纤维管状支架。结果显示：当PLLA/PCL混合体系进行相分离时,支架具有大孔结构,并且孔径及孔隙率随着PCL的比例的提高而增大。由于PLLA和PCL不相容,混合聚合物溶液在-80℃发生相分离。PLLA处于不稳定状态而发生旋节分解相分离,形成均一的纳米纤维结构；体系中PCL处于亚稳状态而发生成核-生长相分离,PCL形成微球并分布于PLLA的纳米纤维结构中。部分PCL微球在相分离过程中从支架中逃逸出来,使制备的纳米纤维支架具有“海岛”状结构。而在PLLA/PLCL混合体系中,由于两者具有较好的相容性,发生相分离时,能够形成均一的纳米纤维结构,因此制备的血管支架的拉伸力学性能得到很大提高。 2.将PLLA/PLCL混合比例为40：60的纳米纤维管状支架进行肝素化,肝素与纳米纤维支架能够通过交联剂共价结合。由于支架表面接有肝素,提高了材料的亲水性,降低了蛋白吸附能力。通过甲苯胺蓝染色法定量分析,得出支架上肝素的含量为3.0±0.13μg/cm2,体外凝血实验表明,表面肝素化支架提高了抗凝血能力。 3.分别采用PIECs和HVSCs细胞与支架共培养,评价血管支架的生物相容性。结果表明PIECs细胞能在PLLA/PLCL支架表而增殖和生长,细胞与支架结合紧密,并且细胞形态良好。相分离纳米纤维材料能够为细胞提供更多的附着和生长位点,并能维持细胞表型。HVSCs细胞共培养结果也表明细胞能够在支架表面上粘附生长。因此,相分离制备的PLLA/PLCL小口径纳米纤维血管支架有望用于损伤血管的修复。