聚己酸内酯/壳聚糖共混材料用于软骨组织工程支架的研究

摘要

生物相容性材料作为细胞黏附生长的模板，在软骨组织修复中起重要作用。生物材料对细胞的毒性、细胞的黏附性能、细胞的增殖是材料生物相容性的重要指标。聚己酸内酯（PCL）壳聚糖（CS）两者都是具有良好的生物相容性、生物降解和无毒性的生物材料，并被广泛的生物医学领域。PCL以堆砌和折叠方式排列，并形成细长的结晶区，在非晶区中分子链互相交错，为半结晶性的线性聚合物，因而聚己酸内酯具有良好的抗压性能以及力学松弛和蠕变性能，且具有良好的柔韧性。正是由于PCL的半结晶性性质，PCL不具备良好的亲水性。壳聚糖及其衍生物由于其可再生性、生物相容性以及结构中的多种活性基团，主要有氨基、乙酰基、以及羟基，具备良好的亲水性能及生物相容性，但是其又缺乏基本的力学机械性能。将高浓度的乙酸作为共同的溶剂共混后，二者形成均一的复合材料，混合得到的混合材料力学性能得到提高，特别是PCL:CS质量比为80%时，力学性能得到显著的提高。在PCL:CS质量比50%时其对细胞的黏附效果与纯壳聚糖没有显著区别，在软骨细胞培养7d、14d、28d后，软骨细胞有明显的增殖。这是因为PCL的结构改善了材料的力学性能，维持了材料的3D孔结构，使得软骨细胞能够从外界摄取营养物质和代谢物质的排出。而纯壳聚糖在浸入PBS 2周后，其不能维持其高空隙率的3D孔结构，结构坍塌，阻止了细胞与外界的物质交换。本实验采用粒子沥滤法，NaCl(直径为200-300μm)作为造孔剂，得到了孔隙率为80%的孔空隙多孔支架材料，材料孔结构采用SEM进行了分析，高孔隙率对细胞的黏附、增殖也起着积极作用。本实验方案采用MTT、甲苯胺蓝、H&E染色对此进行了评价。