含悬挂羧基手臂聚乳酸材料的内皮细胞黏附及其细胞活性

为了考察内皮化材料表面的细胞活性, 在前期工作的基础上, 分别在聚乳酸(PLA)、乳酸-苹果酸共聚物(PLMA), 以及含悬挂羟基或羧基的乳酸-苹果酸共聚物膜(PLMAHE,PLMACA)表面种植人脐静脉内皮细胞(HUVEC), 成功地制备了内皮化表面. 通过测定内皮化材料表面内皮细胞释放的内皮型一氧化氮合酶(eNOS)以及一氧化氮的释放量, 间接考察了内皮细胞的抗凝血活性; 另外, 通过内皮化表面的血小板黏附实验, 直接观察了血小板在内皮细胞上的黏附情况. 实验结果表明, 含羧基材料表面的内皮细胞活性比PLA和PLMAHE的高; 相对其它材料PLMACA能更有效地保留黏附于其表面内皮细胞的活性, 其单位内皮细胞的eNOS以及NO的释放量分别为(41.8±8.1) μmol/104 cells和(0.76±0.16) U/104 cells. 电镜照片(SEM)显示, 各种材料表面的内皮细胞均能有效地减少血小板的黏附与聚集; 在内皮细胞脱落的区域, PLMACA仍能较好地实现其抑制血小板黏附的功能, 有望成为新型血管修复(替代)材料.     

功能化聚乳酸微球改性聚乳酸膜片表面及其细胞相容性

以两亲三嵌段共聚物PEO PPO PEO及其氨基酸、多肽RGD衍生物作为微球制备过程中的表面稳定剂 ,低分子量的聚乳酸作为成核材料 ,采用o w乳液溶剂挥发法制备得到表面含不同氨基酸的聚乳酸微球 ,荧光标记手段证明了氨基酸存在于微球的表面 ;利用溶胀嵌入固定法将微球固定到具有生物惰性聚乳酸膜片表面 ,制备得到了具有良好稳定性的微球改性聚乳酸生物惰性膜片 ;成骨细胞相容性测试表明 ,氨基酸尤其是多肽RGD在生物惰性聚乳酸表面的引入能较大程度地提高聚乳酸生物惰性表面的细胞相容性 ,能较好地诱导细胞行为如细胞粘附、增殖等过程的发生 ,为实现对细胞行为的诱导控制提供了一种新途径 .     

羧甲基香菇多糖表面修饰的聚乳酸材料的表面性能研究

制备了香菇多糖羧甲基衍生物,再通过化学接枝方法利用共价键将羧甲基香菇多糖固定在氨基化聚乳酸基材表面,得到羧甲基香菇多糖化学接枝修饰的聚乳酸材料.此外,通过在氨基化聚乳酸基材表面进行羧甲基香菇多糖与壳聚糖的层层自组装,得到生物多糖层层自组装修饰的聚乳酸材料.采用扫描电子显微镜、水接触角测量仪、抗菌活性测试、溶血试验和血栓试验等方法对被修饰聚乳酸材料的表面性能和生物性能进行了分析和比较.结果表明采用2种表面修饰方法得到的羧甲基香菇多糖修饰的聚乳酸材料的亲水性、血液相容性以及对大肠杆菌抗菌活性得到改善.与化学接枝方法相比,经过羧甲基香菇多糖与壳聚糖层层自组装修饰的聚乳酸材料具有更好的亲水性、血液相容性和抗菌活性.     

含骨脱细胞基质电纺纤维的成骨性能

通过脱细胞技术制备了猪骨脱细胞基质(DBM), 用胃蛋白酶消化DBM使其变为可溶形式, 采用静电纺丝技术制备了含有DBM的左旋聚乳酸(PLLA)电纺纤维(PLLA/DBM), 并对PLLA/DBM的形貌、 亲水性、 细胞相容性、 成骨性能和体外矿化能力进行评价. 研究结果表明, 脱细胞处理能够有效去除骨组织中的细胞成分, 使DNA含量显著下降. DBM经胃蛋白酶处理后溶于六氟异丙醇(HFIP), 可进行静电纺丝, 制备的PLLA/DBM[m(PLLA)∶m(DBM)=10∶0, 9∶1, 7∶3, 5∶5]电纺纤维具有良好的亲水性, 且无细胞毒性, 对骨髓间充质干细胞的黏附及成骨分化有明显的诱导促进作用, 体外生物矿化效果优良.     

聚乙二醇-聚乳酸-聚甲基丙烯酸羟乙酯两亲性三嵌段聚合物的合成及其自组装研究

具有生物相容性的两亲性嵌段共聚物在水中易形成胶束,在医学诊断、体内药物缓释及药物靶向输送方面具有广阔的应用前景.利用二嵌段聚合物聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA)引发甲基丙烯酸羟乙酯的原子转移自由基聚合,制备了两亲性三嵌段聚合物聚乙二醇-聚乳酸-聚甲基丙烯酸羟乙酯(PEG-PLA-PHEMA),利用凝胶渗透色谱(GPC),红外光谱(FT-IR),1H NMR表征了其聚合物组成;然后利用透析法制备了不同分子量的聚合物胶束,动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)结果表明其形貌规整、尺寸均一,而且胶束粒径在PEG和PLA链段长度不变的条件下,随PHEMA链段的变长而增大.PHEMA链上大量羟基的存在为聚合物胶束的功能化改性提供了反应位点,加上本身完全由具良好生物相容性的聚合物制备,使其在可控药物释放方面具有很大的应用潜力.     

改性多壁碳纳米管/聚乳酸复合材料的研究

制备了改性多壁碳纳米管/聚乳酸复合材料,研究了改性多壁碳纳米管对聚乳酸的增强作用.通过拉曼光谱分析、热重分析证实了多壁碳纳米管酸化酯化反应的发生.通过溶液法制备了聚乳酸/改性多壁碳纳米管复合物.考察了聚乳酸和改性多壁碳纳米管复合体系的相容性.扫描电镜分析结果说明了聚乳酸和改性多壁碳纳米管复合物相容性的变化.随着改性多壁碳纳米管在复合物中含量的增加,体系的分散效果也越好,相容性也有提高.实验结果表明,在聚乳酸材料中添加改性碳纳米管材料到一定值对,可以提高材料的力学性能,且当改性碳纳米管添加量达到1.5％的时候材料力学性能达到了一个最大值,拉伸强度可达120.4MPa.     

纳米银/二甲基砜/聚乳酸-乙醇酸静电纺丝人工敷料的制备及生物评价

采用静电纺丝方法制备了纳米银(n-Ag)/二甲基砜(MSM)/聚乳酸-乙醇酸(PLGA)抗菌人工敷料. 通过场发射扫描电子显微镜(ESEM)和能量离散X射线光谱(EDX)研究敷料的微观结构及表面元素组成. 同时对敷料的力学性能、 吸水性、 细胞相容性及抗菌性进行测试, 结果表明, 该敷料内部纤维呈交叉的网格状结构, 互相连结, 随着n-Ag含量的增加, 纤维的力学强度逐渐增大, 吸水性能逐渐增强. 当n-Ag质量分数达到1%以上时, 敷料对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌具有良好的抗菌活性. 细胞实验结果表明, 当n-Ag含量在0.01%～10%之间时, 敷料属无毒性或低毒性; 当其含量小于1%时, 有助于细胞的生长和增殖. 因此, 该敷料具有良好的细胞相容性和抗菌性能.     

n-Ag/AD/PLGA功能性材料的制备及生物学性能

利用静电纺丝技术制备了纳米银(n-Ag)/山莨菪碱(AD)/聚乳酸-乙醇酸(PLGA)功能性材料.通过场发射扫描电子显微镜(ESEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了材料的微观结构及组成,评价了材料的体外药物释放、抑菌性、细胞相容性及细胞毒性.FTIR结果表明,山莨菪碱已担载到n-Ag/AD/PLGA材料中,且随着山莨菪碱含量的增加,n-Ag/AD/PLGA材料内纤维的平均直径逐渐增大.药物释放试验结果证明,山莨菪碱可以逐渐释放.当山莨菪碱的质量分数为1%~5%时,n-Ag/AD/PLGA材料无毒性,且有助于小鼠L929成纤维细胞的生长和增殖.研究结果表明,n-Ag/AD/PLGA材料具有良好的抗菌性能和细胞相容性,担载的山莨菪碱可有效释放,为糖尿病足部感染的临床治疗提供新的人工敷料.     

改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料的结晶行为

利用溶剂复合的方法制备了具有良好生物相容性的表面接枝聚(γ-苄基-L-谷氨酸)的改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料, 并研究了其熔融与结晶行为. 结果表明, 聚乳酸的玻璃化转变温度为60.3 ℃, 而复合材料的玻璃化转变温度达到65.8 ℃, 不同样品在140 ℃等温结晶后, 改性羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的球晶直径仅为聚乳酸(PLLA)球晶直径的16.7%~66.7%. 复合材料的熔点提高到184.4 ℃.     

表面截留聚乳酸的壳聚糖纤维的制备及其与聚乳酸的相容性

为了提高壳聚糖纤维和聚乳酸的相容性,采用表面截留法用消旋聚乳酸(PDLLA)对壳聚糖(CS)纤维表面进行修饰。在此基础上,利用模压成型法制备了修饰前后的CS纤维与左旋聚乳酸(PLLA)复合材料,并对CS纤维和基体PLLA之间的相容性进行了分析。研究结果表明:CS纤维表面成功截留了PDLLA分子,截留法修饰的CS纤维表面形态保持较为完好。与基体PLLA的界面黏结性和相容性得到了提高,修饰后的CS纤维明显提高了复合材料的抗弯性能。     

含悬挂羧基手臂聚乳酸材料的合成与血小板粘附性研究

制备了乳酸-β-苹果酸共聚物,并在此基础上进一步修饰合成了含悬挂羟基(PLMAHE)以及悬挂羧基(PCA-PLA)的聚乳酸共聚物,利用原子力显微镜及环境扫描电镜,观察了聚合物膜的表面形貌以及粘附在聚合物膜上的血小板数量与形态.结果表明含悬挂羟基材料表面粘附血小板时发生聚集并有伪足生成,含悬挂羧基材料表面血小板粘附数量较少且形态正常,有望成为优良的抗凝血材料.     

胆固醇-聚(D,L-乳酸)的制备及软骨细胞相容性研究

依据胆固醇对细胞膜良好的热力学亲和力及可以调节细胞膜磷脂双分子层的结构和动态行为的生理学的特点,采用本体聚合的方法制备了胆固醇-聚(D,L-乳酸),经GPC,1H-NMR分析证明产物分子量与理论分子量有较好的一致性,证明了聚合物的分子量可以通过调节D,L-丙交酯和胆固醇的量来控制.软骨细胞粘附率、增殖率以及3-(4,5-二甲基噻唑)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)细胞活性的观测结果表明相比纯聚乳酸,胆固醇-聚乳酸明显促进了细胞的粘附与生长.通过激光共聚焦显微镜观察细胞形貌结果显示相比胆固醇-聚乳酸表面,纯聚乳酸表面的细胞数量较少且大多团聚没有正常铺展,而胆固醇-聚乳酸表面的软骨细胞则分布均匀,铺展充分.以上结果证明了胆固醇的存在有利于软骨细胞的生长和粘附,预示着胆固醇-聚乳酸在软骨组织工程以及其他相关的生物医疗领域有着广阔的应用前景.     

环氧基团功能化弹性体增韧聚乳酸的性能

以2种不同结构的弹性体乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)和乙烯-丙烯酯甲酯-甲基丙烯酯缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)增韧聚乳酸(PLA), 研究了接枝型与嵌段型弹性体的结构对聚乳酸增韧效果的影响. 结果表明, 接枝型聚合物POE-g-GMA与基体PLA之间具有良好的界面相互作用, 当POE-g-GMA的质量分数为15%时, 共混体系的缺口冲击强度为72.4 kJ/m², 而E-MA-GMA的质量分数为15%时, 共混体系的缺口冲击强度为32.4 kJ/m², 结果表明, 接枝型聚合物POE-g-GMA增韧效果明显优于嵌段型E-MA-GMA.     

RGD peptide grafted biodegradable amphiphilic triblock copolymer poly(glutamic acid)‐b‐poly(L‐lactide)‐b‐poly(glutamic acid): Synthesis and self‐assembly

A novel amphiphilic biodegradable triblock copolymer (PGL‐PLA‐PGL) with polylactide (PLA) as hydrophobic middle block and poly(glutamic acid) (PGL) as hydrophilic lateral blocks was successfully synthesized by ring‐opening polymerization (ROP) of L ‐lactide (LA) and N‐carboxy anhydride (NCA) consecutively and by subsequent catalytic hydrogenation. The results of cell experiment of PGL‐PLA‐PGL suggested that PGL could improve biocompatibility of polyester obviously. The copolymer could form micelles of spindly shape easily in aqueous solution. The pendant carboxyl groups of the triblock copolymer were further activated with N‐hydroxysuccinimide and combined with a cell‐adhesive peptide GRGDSY. Incorporation of the oligopeptide further enhanced the hydrophilicity and led to formation of spherical micelles. PGL‐PLA‐PGL showed better cell adhesion and spreading ability than pure PLA and the GRGDSY‐containing copolymer exhibited even further improvement in cell adhesion and spreading ability, indicating that the copolymer could find a promising application in drug delivery or tissue engineering. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 45: 3218–3230, 2007     

聚丁二酸丁二醇酯与氯醚弹性体协同增韧改性聚乳酸多元共混体系

以来源于可再生资源聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和氯醚橡胶(ECO)作为聚乳酸(PLA)的增韧改性剂,通过熔融共混的方法制备了PLA/PBS/ECO三元共混体系。动态力学分析和扫描电子显微镜结果表明,ECO促进了PBS和PLA之间的相容性。力学性能测试表明,ECO与PBS可实现对聚乳酸基体的协同增韧: PLA/PBS/ECO(70/20/10)显示出最优的拉伸性能,断裂伸长率高达270%;PLA/PBS/ECO(70/10/20)的冲击强度提高至23.7 kJ/m²,是纯聚乳酸的12倍。结合形态结构和冲击断面形貌分析表明ECO的存在可起到增容/增韧双重作用, 与柔性PBS产生良好的协同效应,有效改善聚乳酸材料的韧性。我们的研究表明,构造PLA-柔性生物聚酯和生物基弹性体多元共混体系是一种获得高性能生物基材料简单高效的手段。     

生物基超韧聚乳酸复合材料的制备与性能

采用来源于可再生资源的聚醚酰胺弹性体（PEBA）增韧聚乳酸（PLA）制备超韧聚乳酸（PLA/PEBA-GMA）复合材料.为了提高PEBA与PLA之间的相容性,选择极性单体甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、共接枝单体乙烯基吡咯烷酮（NVP）及引发剂过氧化二异丙苯（DCP）对PEBA进行接枝改性制备PEBA-GMA.研究了接枝单体组分的用量（m/g）对PLA/PEBA-GMA复合材料性能的影响.研究发现,随着接枝单体组分用量的提高,复合材料的缺口冲击强度逐渐增大,当接枝单体组分GMA,NVP和DCP的用量分别为2.5,2.5和0.25 g时,复合材料的冲击强度高达88.6 kJ/m²,断裂伸长率为164.1%.研究表明,在熔融共混过程中,聚乳酸的端基（—OH和—COOH）与PEBA-GMA上环氧基团发生反应,有效改善两相间的界面相容性,随着接枝单体组分比例的提高,分散相PEBA-GMA的粒子尺寸逐渐减小且分布均匀.     

Improved mechanical property and biocompatibility of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) for blood vessel tissue engineering by blending with poly(propylene carbonate)

Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (PHBHHx) and poly(propylene carbonate) (PPC) were blended by solvent casting method into films at various weight ratios in order to obtain materials with properties more suitable for blood vessel tissue engineering than pure PHBHHx alone. FTIR and XRD analysis indicated the crystal structure of PHBHHx was not altered but the crystallinity was reduced by the interfusion of PPC. Mechanical properties of the films were improved significantly by blending with PPC. A lower elastic modulus and a higher elongation at break were obtained with the increase of PPC content. Wettability, fibronectin adsorption and adhesion of rabbit aorta smooth muscle cells (RaSMCs) on blend films were similar to or better than that on PHBHHx film. All these results showed promises of PHBHHx/PPC blended materials as scaffold material for blood vessel tissue engineering.     

Synthesis and Characterization of Chitosan-g-poly- （D, L-lactic acid） Copolymer

Biodegradable chitosan-g-poly (D, L-lactic acid) copolymers were prepared via two methods. (1) The lactide was grafted onto hydroxyl groups of chitosan by using macromolecular initiator sodium of trimethylsilyl-chitosan, (2) poly (D,L-lactic acid)(PLA) with low molecular weight can be linked to the amino group by coupling activated PLA to trimethylsilyl-chitosan. Two graft copolymers had hydrophilic-hydrophobic character and can be applied as carriers for drug delivery.     

Hydrolysis and biomineralization of porous PLA microspheres and their influence on cell growth

Poly(lactic acid) (PLA) microspheres have great potential in bone tissue engineering. However, their applications have been limited by surface and bulk properties such as hydrophobicity, lack of cell recognition sites and acidic degradation products. Apatite is a mineral which can effectively promote the adhesion and growth of bone cells. In this study, the bonelike mineral, carbonate apatite, was successfully used to functionalize porous PLA microspheres by a biomimetic mineralization method. To improve apatite formation, porous PLA microspheres were first selectively hydrolyzed in NaOH solution to increase the density of polar anionic groups on the surface, and then immersed in simulated body fluid for biomineralization. The morphology, composition, and phase structure of bioactive mineral grown on the original and hydrolyzed PLA microspheres were analyzed and compared quantitatively. The results showed that the hydrolysis which took place on the PLA microspheres enhanced the nucleation and growth of apatite. MG-63 cells attached well and spread actively on the mineralized PLA microspheres, indicating their strong potential in bone tissue engineering.