聚羟基丁酸酯的改性及其作为组织工程支架材料的研究

组织工程学是运用工程科学与生命科学的基本原理和方法，研究生物学替代物来恢复、维持和改进组织功能的一门新兴交叉学科。支架材料作为细胞粘附生长模板，对工程化组织的构建起重要作用。而材料本体组成和结构、表面化学及表面拓扑结构、降解行为等对组织的生物特性产生重要影响。 聚羟基丁酸酯(PHB)具有良好的生物相容性和生物降解性，还具有无毒性、压电性、结晶度高、球晶大、脆性大、加工温度范围窄、疏水性强等特点。 本论文利用不同分子量的聚乙二醇为第二组分通过物理和化学的方法对PHB进行改性，研究了改性物的结构、力性和降解等特性，运用冷冻干燥法和模板法制备了组织工程用三维多孔支架材料，并对其生物相容性进行了评价。 研究结果表明，通过物理共混和偶联法、热引发及紫外光引发三种化学方法分别制备得到了PHB/PEG共混物和共聚物。改性后，PHB球晶尺寸变小、结构规整度降低、结晶度下降、材料的亲水性、热稳定性和韧性都有所提高。采用冷冻干燥法和模板法制备的PHB支架，研究表明用冷冻干燥法制备的材料孔径在几百微米，而采用微乳液模板法可制备出大孔在几微米至几十微米、微孔在几百纳米的具多重孔径分布的纳米结构支架材料。摸拟体内环境对PHB及其改性材料进行了体外酶降解实验，结果表明：酶能加速材料的降解过程，同时降解环境、材料的组成及材料的孔隙度对降解速率都有一定的影响，通过调节这些影响因素能在一定程度上对材料的降解速度进行控制。生物相容性实验表明，PHB材料本身具的良好的生物相容性，随着改性材料亲水性的提高，PHB的血液相容性得到明显改善，细胞在材料表面的贴壁、生长都得到提高。