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利用三维打印技术制备负载 NGF 水凝胶纤维填充式

实验指南    2021-09-18 14:09

一、背景

为了更好的提高神经导管支架的生物相容性,并且达到仿生神经结构的目的,本课题结合三维(3D)打印技术,将上述具有良好生物相容性且可以缓释 NGFNGF@PDA NPs纳米球包裹于水凝胶体系中,然后三维打印得到可以缓释NGF的复合水凝胶纤维,最后将该复合水凝胶纤维取向填充到 PLCL/SF 纳米纤维神经导管内部,得到负载 NGF 复合水凝胶纤维填充式神经导管支架。

二、实验步骤

(1)NGF@PDA NPs 混合水凝胶体系的制备:将质量比为 1:1 的明胶和低分子透明质酸钠加入纯水溶液中充分溶胀 1 h。然后放置在恒温磁力搅拌器上 60℃边搅拌边溶解 2 h,直至材料均充分溶解,浓度为 20%w/v)。高压蒸汽灭菌锅上 121℃灭菌 20 min 后取出,待冷却至 35-40℃,此时将一定量的 NGF@PDA NPs 加入后搅拌均匀。随后,该混合液将逐步凝固成水凝胶。

(2)3D 打印负载 NGF 复合水凝胶纤维:以上述负载 NGF@PDA NPs 的水凝胶为基本材料,用 3D 打印机设备打印成 5*2 cm2的单层支架,在 MAM 打印系统软件中载入 3D 模型,针头采用 21G 不锈钢针头(内径为 0.52 mm)进行打印。具体打印参数为:打印温度为 37℃,层高设为 0.45 mm,网格填充宽度为 2 mm,填充角度为 90o/0o,针头沿 XY 轴的运动速度为 9mm/s(螺杆)的挤料速度设为 0.01mm/s

对 3D 打印得到的负载 NGF 复合水凝胶纤维,进行交联处理。所选用的交联剂为 EDC/NHS,将负载 NGF 水凝胶纤维浸泡于 95%乙醇水溶液中(EDC 含量为 5 mg/mLNHS 含量为 3 mg/mL)。浸泡交联 6 h 后,取出复合水凝胶纤维支架,然后冷冻干燥处理,备用。

(3)复合水凝胶纤维填充式神经导管组的制备:将上述冷冻干燥后的复合水凝胶纤维支架放置于静电纺丝制备的 PLCL/SF75:25)纳米纤维导管空腔内,得到复合水凝胶纤维填充式神经导管。 此外,不添加 NGF@PDA NPs 的水凝胶纤维同样经过 3D 打印,并在交联后添加到 PLCL/SF 纳米纤维导管空腔内作为填充物,最终得到水凝胶纤维填充式神经导管为对照组进行后续实验