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静电纺丝/蚕丝编织与相分离法结合制备三层结构

实验指南    2021-09-18 14:21
一、背景

组织工程支架是组织工程学中的一个重要组成部分。在组织工程中,支架能够暂时性地替代自体受损组织为细胞和再生的组织提供载体,并以一定的机械强度来维持人体正常的生命活动。怎样制备符合人体不同组织需求的理想支架一直是组织工程学研究中的重点和难点。在本博士学位论文中对微孔注射成型法、静电纺丝法、热致相分离法三种不同的组织工程支架制备方法进行了深入研究,通过对支架制备工艺过程的控制和改进以及对材料配方的组合优化,来精确地调控制备支架的微观结构和宏观性能,以获得具有高孔隙率、良好泡孔连通性、理想机械性能和表面性能、适合细胞生长繁殖的三维多孔支架。进一步采用自制模具结合不同工艺制备了能够模拟人体血管结构的小直径三层血管支架。

二、实验步骤

1、血管支架的内层是将TPU 溶液通过静电纺丝法收集于旋转的铝棒上获得的,纺丝过程中 TPU 溶液的浓度为10%wt.,溶液流速为 0.5  m L/hour,使用电压为 18kV,内层纤维收集 小时。

2、为了防止后续 TPU 溶液浇注过程中对纺丝纤维结构的破坏对制备的内层纤维进行了壳聚糖溶液的涂膜处理,待涂膜完成后将包覆有纺丝纤维的铝管作为心轴来进行蚕丝编织。蚕丝编织过程是在有 36 个线圈的编织机(Kokubun, Japan)上进行的,编织形成的单层蚕丝纤维网状结构组成了支架的中间层。

3、继续使用铝棒作为心轴,通过热致相分离法来制备 TPU 三维多孔结构的外层结构,该步骤中使用的 TPU 溶液的浓度为8.5%wt.,溶剂为二恶烷和水的混合溶剂(其中二恶烷与水的体积比为 8.5/1.5),溶剂浇注入筒状模具后将模具在冰浴中淬火 20 分钟以促使相分离的发生,然后将整个模具充分冷冻并进行 5 天的冷冻干燥以除去样品中的溶剂获得三维多孔结构的血管支架。