梯度多孔高强度组织工程支架的制备

【作者】 宋莹； 任天斌； 任杰；

【机构】 同济大学材料科学与工程学院纳米与生物高分子材料研究所；

【摘要】 本研究通过热压-盐析法,制备孔径成梯度分布并且具有较高弯曲强度、抗压强度的组织工程支架。方法:采用开环聚合实验室合成PLA、PCL,将PLA与PCL以质量比为7:3加入到适量三氯甲烷中进行溶解得到聚合物的共混溶液,将纳米羟基磷灰石加入至该溶液中,超声震荡10 min。采用一系列标准筛筛取粒径分布分别为125～224、224～300、300～340μm的氯化钠作为致孔剂,将不同粒径的致孔剂以聚合物与致孔剂质量比为1:9分别加入到三份聚合物的共混溶液中,搅拌均匀后分别倒入致三个培养皿中。待氯仿挥发后将聚合物/羟基磷灰石/致孔剂复合物,将该复合物剪小,按致孔剂粒径从大到小放入模具中,将该模具在70℃,7～8 MPa下热压3 min。支架脱模后用去离子水洗盐直至用硝酸银滴定无白色沉淀产生。通过热压制备厚度为1 mm的聚乳酸薄片,将多孔支架同聚乳酸薄片裁剪为100*9 mm大小,通过三氯甲烷将两片多孔支架孔径较大一层粘结到一片聚乳酸薄片上。结果:采用SEM观察多孔支架的截面形貌,其孔径成梯度分布(如图1所示)。采用比重瓶法测多孔支架的孔隙率,多孔支架孔隙率在70～80%之间。采用万能试验机测试材料的抗压强度、弯曲强度(如图2所示),发现加入羟基磷灰石后支架的抗压强度得到了改善,相对无聚乳酸薄片进行加强的同样厚度的试样,有聚乳酸薄片进行加强的试样弯曲强度和弹性模量都得到了显著提高。结论:本文通过热压-盐析法,通过调控致孔剂的粒径实现了孔径成梯度分布的多孔支架的制备,通过在材料中加入羟基磷灰石提高了支架的抗压强度;同时,通过在支架中引入聚乳酸加强层大大增强了支架的抗弯强度和模量,满足了组织工程支架应用中特殊力学性能的要求。更多还原