当前位置：主页 > 学新知识 > 电气石/聚合物人工血管的制备及其生物相容性研究

电气石/聚合物人工血管的制备及其生物相容性研究

时间：2023-11-12 13:59:14 作者：

摘要：电气石聚氨酯静电纺丝小口径人工血管生物相容性

【摘要】：由于复杂的矿物成分和特殊的晶体结构,无机非金属矿物材料电气石具有自发极化性、热电性、压电性、远红外辐射等特殊的性能,能够减小水分团簇、降低水的表面张力,对细胞的迁移与增殖产生影响。本研究通过静电纺丝技术,制备了纳米电气石/聚氨酯小口径复合人工血管(TM/PU复合管)。研究电气石对复合材料结构与性质的影响,并检测不同电气石添加量的TM/PU复合管体外生物相容性,将体外生物相容性最优的TM/PU复合管样品植入SD大鼠体内,替换腹主动脉进行动物试验,通过彩超和病理检测法对TM/PU复合管的体内生物相容性进行评价。为电气石在生物医疗领域的应用提供理论和实验依据。本文利用溶液共混静电纺丝法制备了长度2 cm,壁厚200μm,管壁内径1.5 mm的TM/PU复合管,并通过Zeta电位分析仪、SEM、TEM、全自动接触角测量仪、压汞仪和电子材料万能拉伸试验机研究TM/PU复合管的结构与性能。结果表明:基于纳米颗粒间更强的静电排斥作用,电气石能够均匀的分散在每根聚氨酯纤维中,电气石为10 wt%分散性最好。电气石加入提高了PU管亲水性,电气石添加量为10 wt%时,接触角为70.5±3.03°,比不含电气石时下降了约47°。

拉伸强度强度方面,电气石添加量达到10 wt%时,TM/PU复合管拉伸强度达到6.71 MPa,约为PU管的2.67倍。孔隙率不具有线性变化趋势,7 wt%TM/PU复合管的孔隙率最高,约为95%。通过细胞毒性实验、细胞粘附实验、细胞迁移实验、细胞增殖实验、动态凝血实验,检测了不同电气石添加量TM/PU复合管的生物安全性和生物功能性。体外实验结果显示,7 wt%TM/PU复合管表现出最好的生物相容性,其细胞毒性评级为1级,仅具有轻微毒性。粘附、增殖和迁移的实验结果表明,7 wt%TM/PU复合管相比其它样品具有更好的生物功能性,与对照组相比,2小时后粘附的细胞数量、培养7天后的细胞增殖数量以及4小时后细胞迁移数量分别提高了1.95、2.05倍以及3.04倍。动态凝血实验中7 wt%TM/PU复合管吸光度曲线变化最为平缓,80 min后其吸光度是聚氨酯对照组的1.35倍。将7wt%TM/PU复合管和聚氨酯管植入SD大鼠体内,替换腹主动脉,并进行彩超监测。4周后,进行病理分析。经过对比,TM/PU复合管表现出更好的生物相容性,仅有较少的纤维组织增生和炎细胞浸润,并在近心端发现内皮细胞长入血管内壁。结果表明纳米电气石的加入引入了生物电场和远红外线,提高了基体材料生物相容性,促进了内皮细胞的原位生长。