在N，N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中制备聚L-乳酸多孔材料的工艺研究

摘要

组织工程支架材料在组织工程研究中起中心作用，它不仅为特定的细胞提供结构支撑作用，而且还起到模板作用，引导组织再生和控制组织结构。聚乳酸（PLA）具有良好的生物相容性和生物降解性，且对人体无毒。因此，PLA在制备组织工程支架材料方面得到了广泛的应用。 本文以聚L-乳酸（PLLA）为基本材料，以N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）的混合物为溶剂，利用热致相分离技术制备了多孔双连续网格结构的组织工程支架。采用扫描电子显微镜（SEM）观察所得支架材料的断面形态，并用Image-pro-plus（4．5）软件分析断面的孔径，即利用“Irregular AOI”工具勾画出SEM图像中的孔并将其选中，重复此步骤，选中图中所有的孔，然后用“Count”工具计算各个孔的孔径并由此计算出断面的平均孔径。 实验结果表明，采用热致相分离的方法制备的PLLA多孔支架，可以得到微孔双连续结构，孔与孔之间有较好的连通性；并且多孔支架的孔径以及孔之间的连通性与聚合物溶液浓度、陈化温度、淬火温度以及溶剂性质有关。 聚合物溶液浓度较低（低于0．05 g/mL）时，聚合物溶液在淬火2h内不能完全形成凝胶，且形成的凝胶部分机械强度很低。在浓度为0．05～0．09 g/mL时，DMF/DMAC（5/5）制备的多孔材料的平均孔径随聚合物溶液浓度的增加先增加，后减小，在中等浓度区孔径达到最大值；DMF/DMAC（6/4、7/3、8/2、9/1）制备的多孔材料的平均孔径随聚合物溶液浓度的增加而减小。孔之间的连通性随溶液浓度的增加由差变好，最后又变差，在中等浓度区孔之间的连通性最好。 当陈化温度≤30℃时，孔隙率相对较高且孔之间的连通性较好；随着陈化温度的升高，孔径显著增大；然而当陈化温度继续升高（≥30℃），孔径逐渐变小。 在-30℃淬火得到的凝胶有一定硬度。随着淬火温度的降低，同等浓度下凝胶的强度逐渐变大，干燥时的收缩程度逐渐减小。-30℃淬火制备的孔之间的连通性较好。 以DMF与DMAC的混合溶液为溶剂制备的多孔支架，随着DMF含量的增加，溶剂的溶解能力显著增强，生产效率显著提高。当DMF的含量低于50％时，PLLA溶液在淬火2h内不能形成凝胶。 将DMF与DMAC的混合溶液为溶剂制得的PLLA多孔支架与一系列其它混合溶剂制备的PLLA多孔支架进行了比较，并分析了体系的孔径大小及孔径分布规律不同的原因。 本文以PLLA为基本材料，研究了聚合物溶液的浓度、淬火温度、陈化温度以及溶剂性质等过程参数对制备的微孔双连续网格材料的孔径大小及孔之间连通性的影响，探讨了影响因素与双连续网格材料孔径大小以及孔之间连通性的内在规律。

目录

文摘

英文文摘

声明

引言

第1章 文献综述

1.1 组织工程的简介

1.2 组织工程对支架材料的要求及其作用

1.2.1 组织工程对支架材料的要求

1.2.2 组织工程对支架材料的作用

1.3 乳酸及聚乳酸的性质

1.4 聚乳酸在生物医学领域的应用

1.5 聚乳酸类组织工程支架制备技术的研究进展

1.6 本课题的意义和主要研究任务

第2章 实验部分

2.1 试剂及仪器

2.2 多孔支架的制备

2.3 样品的测试与表征

2.3.1 样品的表面形态测定

2.3.2 样品孔径大小的测定

2.3.3 样品平均孔径分析

第3章 结果与讨论

3.1 溶剂的选择

3.1.1 选择溶剂的基本理论

3.1.2 相分离原理

3.1.3 混合溶剂的选择

3.1.4 溶剂除去方法的选择

3.2 在不同陈化温度下制备的多孔支架的形态

3.2.120～60 ℃陈化制备的多孔支架的形态

3.2.2 陈化温度对多孔支架形态的影响

3.3 在不同淬火温度下制备的多孔支架的形态

3.3.1 -10～-35 ℃淬火制备的多孔支架的形态

3.3.2 淬火温度对多孔支架形态的影响

3.4 不同聚合物溶液浓度制备的多孔支架的形态

3.4.1 以DMF/DMAC(5/5)为溶剂制备的多孔支架的形态

3.4.2 以DMF/DMAC(6/4)为溶剂制备的多孔支架的形态

3.4.3 以DMF/DMAC(7/3)为溶剂制备的多孔支架的形态

3.4.4 以DMF/DMAC(8/2)为溶剂制备的多孔支架的形态

3.4.5 以DMF/DMAC(9/1)为溶剂制备的多孔支架的形态

3.4.6 溶剂性质对多孔支架孔的形态的影响

3.4.7 聚合物溶液浓度对多孔支架孔的形态的影响

3.5 混合溶剂成分不同对多孔支架孔的形态的影响

3.5.1 与DMAC/DO制备的多孔支架进行比较

3.5.2 与DMF/THF制备的多孔支架进行比较

3.5.3 与DMF/IBA制备的多孔支架进行比较

第4章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢