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本文以研究人工提取小鼠尾部肌腱I型胶原的液晶性能为基础,使用左旋聚乳酸(Ploy(L-lactic acid), PLLA)作为支架材料,羟基磷灰石晶须(Hydroxyapatite whisker, HAP wisher)为增强相,I型胶原为填充基质,并结合多种制备工艺,制备出不同结构的聚乳酸/羟基磷灰石晶须/I型胶原复合支架材料,并对其进行表征。聚乳酸支架制备工艺的探索与讨论。结合左旋聚乳酸材料本身的特点,选择粒子沥滤结合发泡法作为主要工艺路线,由二氯甲烷作为主要溶剂,蔗糖作为致孔剂,将原料按一定比例混合均匀后倒置于铝箔预制体中。首先,在一定温度的真空条件下使溶剂挥发,再用纯水沥去蔗糖,最终得到聚乳酸固体支架。采用比重瓶法得知该种工艺路线下得到的聚乳酸材料孔隙率达到95%以上,孔洞联通;且其压缩模量保持在0.5MPa。此外还设计了微球成型等方法,其中微球成型法得到的材料较粒子沥滤/发泡所得到的材料强度有很大提高。羟基磷灰石晶须的制备与表征。该部分实验以液相过饱和原理为基础,将醋酸钙((CH3COO)2Ca)溶液和磷酸(H3PO4)水溶液按不同钙磷比分别配置20mL,然后将总量为40mL的混合液倒入不锈钢高压反应釜(容积50mL)中,在150℃、内压4MPa的环境下反应适当时间以得到长径比大于50的棒状或针状羟基磷灰石。实验研究了反应体系的pH变化和反应物浓度对反应物成分及形貌的影响;通过XRD、TEM、FITR和光学显微镜观察分析得到:pH越高越有利于羟基磷灰石的形成,但不利于晶须的形成,随着pH值的降低,晶须长径比增大。当钙盐溶液浓度为0.1~0.13M时,晶须综合性能最佳。鼠尾肌腱I型胶原的提取与表征及胶原液晶的研究。首先,采用胃蛋白酶配合0.5M乙酸溶液对提取的鼠尾肌腱进行酶解、透析与冻干,经圆二色谱、红外紫外光谱、XRD、凝胶电泳等测试手段证明所得物质为纯净的I型胶原。其次,根据水解I型胶原的溶致液晶特性,实验使用0.5M乙酸溶液将胶原配置成40mg/mL~120mg/mL的溶液。将不同浓度的溶液延展成膜、自然风干后,通过POM观察判定,对于提取的I型胶原,其液晶临界浓度为80mg/mL,且双折射现象随着浓度的上升变得明显。经AFM、SEM、XRD、SAXS和流变仪测试等手段证明,在120mg/mL溶液制成的膜中,存在复杂的相互作用过程。在膜刚形成初期,胶原分子以类似向列型液晶结构排布,随后向胆甾型转变。分子取向转变的同时分子自组装也在进行,通过扫描电镜可以观察到膜表面和内部的胶原纤维。此外,由于胶原溶液特殊的流变曲线,胶原膜表面会形成规整的波浪状隆起结构。由于蛋白质本身的结构十分复杂,液晶胶原膜在变化时也呈现出多种不同本质的现象。聚乳酸/羟基磷灰石晶须/I型胶原复合材料的制备与表征。为了解决羟基磷灰石晶须与聚乳酸界面作用弱的问题,该部分实验采用硅烷偶联剂、表面活性剂(如十二烷基硫酸钠)、合成活性剂(如氨基酸酯)、高分子助剂(如聚乙烯醇)等对两者进行改性。综合来说,聚乙烯醇的可行性最佳,所得材料性质最稳定。在得到复合支架后,采用离心法将120mg/mL的胶原溶液压入支架空隙中形成三相支架,随后冻干或者风干,以此作为对比实验。同时本文对不用结构胶原材料对细胞生长的影响最了初步的表征。结果证明,胶原的加入明显地提高了支架的韧性,且胶原经风干后的分子排列较冻干后的有序性高。有序性高的胶原材料对细胞的活性有着更好的促进作用。