聚己內(nèi)酯電紡纖維制備及生物相容性探究

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1、聚己內(nèi)酯電紡纖維制備及生物相容性探究［摘要］目的：評價(jià)聚己內(nèi)酯電紡纖維的生物相容性，對其在組織工程支架方面的應(yīng)用前景進(jìn)行探討。方法：采用靜電紡絲法制備聚己內(nèi)酯納米纖維，場發(fā)射掃描電鏡觀察其表面形貌及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過溶血實(shí)驗(yàn)、粘膜刺激實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)(MTT法)初步評價(jià)其生物相容性。結(jié)果：場發(fā)射掃描顯微鏡觀察顯示所獲得纖維呈無紡多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，直徑范圍為153?612nm,纖維形態(tài)光滑均一。溶血實(shí)驗(yàn)顯示材料無溶血現(xiàn)象，不影響凝血功能；MTT試驗(yàn)顯示L929細(xì)胞在材料浸提液種中生長良好，細(xì)胞毒性為0級；粘膜刺激實(shí)驗(yàn)未見異常組織學(xué)反應(yīng)。結(jié)論：聚己內(nèi)酯電紡纖維具有良好的生物相容性，

2、對其在組織工程支架材料領(lǐng)域的應(yīng)用有進(jìn)一步研究的價(jià)值。［關(guān)鍵詞］電紡技術(shù)；聚己內(nèi)酯；生物相容性［中圖分類號1R783.1［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］1008-6455(2007)05-0603-04聚己內(nèi)酯(Polycaprolactone,PCL)是由￡—己內(nèi)酯開環(huán)聚合所得到的線性脂肪族聚酯，具有良好的熱穩(wěn)定性、生物降解性、力學(xué)性能、藥物通過性和生物相容性，其降解產(chǎn)物對人體無毒。目前該材料已經(jīng)獲得美國FDA的批準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于骨折固定材料、手術(shù)縫線、醫(yī)用敷料、藥物控釋材料和組織工程支架材料等領(lǐng)域。電紡技術(shù)是一種利用聚合物溶液或熔體存強(qiáng)電場作用下形成噴射流獲取超細(xì)長纖維的新型

3、工藝。目前已有近百種聚合物成功地通過這一技術(shù)獲取了超細(xì)纖維并被陸續(xù)心用于膜技術(shù)、增強(qiáng)材料、紡織品、光學(xué)傳感器、醫(yī)藥釋放體系和組織工程等諸多領(lǐng)域，引起了人們的廣泛關(guān)注。本研究采用電紡技術(shù)制備聚己內(nèi)酯納米纖維，并對其形態(tài)結(jié)構(gòu)和生物相容性進(jìn)行了研究，初步論證了其作為組織工程支架材料的潛力。1材料和方法1.1材料：聚己內(nèi)酯（PCL,美國Sigma公司，Mn=80000）,二甲基甲酰胺（DMF,西安化學(xué)試劑公司，AR）,氯仿（DMF,西安化學(xué)試劑公司，AR）,BGG40/2高壓直流電源（北京機(jī)電研究所0—30KV）,JSM-6700F型掃描電鏡（日本JE0L公司）,BX41型光學(xué)顯

4、微鏡（日本0lympus公司）,MPS-UV260型紫外分光光度儀（日本島津公司），酶聯(lián)免疫檢測儀（美國Bio-Tek公司），DMEM培養(yǎng)液（美國GibcoBRL公司），胎牛血清（浙江金華清湖犢牛利用研究所），胰蛋白酶（上海浦東生化試劑廠）,MTT（美國Sigma公司）,Image—ProPlus5.02圖像分析軟件（美國MediaCybernetics公司）。6月齡新兩蘭大耳白兔，1只，雄性，體重1.5kg（第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心）；昆明成年小白鼠，16只，體重18?22g（第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心）；60?70天金黃色地鼠，10只，體重140?160g（西安交通大學(xué)

5、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心）。小鼠結(jié)締組織成纖維細(xì)胞L-929細(xì)胞株（第四軍醫(yī)大學(xué)口腔生物實(shí)驗(yàn)室）o1.2方法1.2.1PCL電紡纖維的制備與表面形貌表征：以氯仿/DMF（體積比2：1）的混合溶液為溶劑，配制濃度為8%的PCL溶液。將紡絲液加入一個(gè)安裝有8號不銹鋼注射針頭的自制玻璃加樣管，針頭與的正極相連，針頭亦即噴絲口下方安裝一個(gè)接地的銅板，上覆鋁箔作為纖維的接收屏。在噴絲口和接受屏之間形成一個(gè)高壓電場，從噴絲口流出的紡絲液在電場力的作用下以高速不規(guī)則的螺旋軌跡運(yùn)行，并被拉伸成為超細(xì)纖維沉積到接受屏上，在這個(gè)過程中溶劑揮發(fā)，紡絲細(xì)流固化。在外加電壓10kV,接收距離12cm,溶液流量

6、3ml/h的條件下最終的獲得直徑為亞微米級甚至納米級的縱橫交錯(cuò)的無紡纖維氈，置丁干燥器中干燥保存。纖維樣品經(jīng)真空蒸鍍儀噴金，導(dǎo)電膠固定，以冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡JSM-6700F觀測纖維表面的形貌表征，電子加速率為5kVo釆用Image—ProPlus5.02測定電鏡照片中的纖維直徑。1.2.2溶血試驗(yàn)：將PCL電紡纖維切割為50mmX3mm條狀放入無菌試管，完全浸沒于20mlDMEM培養(yǎng)液中，置于37￡培養(yǎng)箱中72h,獲得浸提液。心臟穿刺抽取新西蘭大耳白兔血10ml,立即加入20g/L的草酸鉀0.5ml,抗凝，取8ml兔血加入10ml生理鹽水中稀釋備用。實(shí)驗(yàn)分為3組，每

7、組平行3份試樣。陰性對照組：0.2ml稀釋兔血加入10ml生理鹽水；陽性對照組：0.2ml稀釋兔血加入10ml雙蒸水；PCL電紡纖維組：0?加1稀釋兔血加入10ml浸提液。37°C水浴60min,離心，取上清。在MPS-UV260型紫外分光光度儀上測A540nm值。溶血率計(jì)算公式為：溶血率（％）=（實(shí)驗(yàn)組光吸收度一陰性對照光吸收度）/邙日性對照光吸收度一陰性對照光吸收度）X100%。溶血率大于5%,則預(yù)示陽性結(jié)果。1.2.3短期全身毒性試驗(yàn)：將PCL電紡纖維研磨粉碎后高溫高壓消毒，無菌條件下配制成100g/L生理鹽水混懸液，使