先天性心脏病如房间隔缺损、室间隔缺损、动脉导管未闭等,严重影响新生儿的生存及生活质量,临床治疗此类疾病的方法包括开胸手术进行缺损修补或微创介入封堵,其中微创介入封堵术,封堵器的质量是影响病患术后生活质量的关键,目前封堵器多采用不可降解的金属材质,但此类封堵器会永久存留在病人体内,可能造成严重后果,因此新型可降解心脏封堵器成为医疗领域的研究热点。本课题以聚(L-丙交酯-三亚甲基碳酸酯)共聚物(PLT)为原料,利用3D打印技术成型封堵器,在体外、体内环境下研究了封堵器材料的降解行为,同时通过细胞相容性、血液相容性、斑马鱼胚胎毒性及组织相容性实验测试了材料的安全性,以综合评估PLT共聚物材料作为心脏封堵器的应用潜力。主要研究内容如下:1.封堵器材料的合成与表征:以左旋丙交酯(LLA)、三亚甲基碳酸酯(TMC)为原料,通过开环聚合反应,合成了PLT共聚物,利用多种测试方法对共聚物的理化性质进行了表征。合成共聚物的结构组成与投料比十分接近。共聚物数均分子量为8万-11万,多分散系数为1.8-2.0,分子量较高达到目标值,且分子量分布较为均一。共聚物的玻璃化转变温度(Tg)在34.1°C-42.8°C之间,其中几组共聚物的Tg略高于37°C,这将使封堵器在人体体温附近具有良好的弹性。共聚物拉伸强度为16.5 MPa-31.5 MPa,断裂伸长率在87%-512%之间,共聚物维持了一定的力学强度,同时还拥有了很好的韧性。通过聚(L-丙交酯)(PLLA)与聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)共聚改性得到的PLT共聚物,极大改善了单组分聚合物的性能。2.封堵器的设计与成型:根据临床使用的金属封堵器参数,设计PLT可降解封堵器外形与尺寸,通过3D打印成型技术,得到一系列左右盘直径12 mm,左右盘厚度2 mm,腰高8 mm,腰部直径8 mm尺寸大小的双盘心脏封堵器样品,同一批共聚物生产出的封堵器重量、尺寸均一,没有出现裂痕、残缺样品。3.封堵器材料的体内外降解研究:将PLT共聚物材料及封堵器样品分别进行体外降解、体内降解研究。在体外降解实验中,通过比较材料LLA/TMC组分比、分子量损失、吸水率、失重率、Tg变化等,LLA含量较多的共聚物降解速度总是快于其他组,这是由于PLLA组分中酯键比PTMC组分中碳酸酯键易于水解断裂的原因。体内降解实验中,样品的降解速度整体快于体外降解速度,这是由于体内存在脂肪酶促进降解,且体内血液循环及压力等多因素影响,因此体内降解速度较快。4.封堵器材料的生物相容性评价:对封堵器材料进行安全性评价,包括细胞相容性实验,血液相容性的溶血率、动态凝血时间、血浆复钙时间、血小板黏附实验,斑马鱼胚胎毒性实验,组织相容性实验。通过一系列安全评价实验,结果显示PLT封堵器材料均达到相关安全指标,具有良好的生物相容性。综上所述,本课题中所制备的PLT共聚物材料及成型心脏封堵器,机械性能和热学性能良好,降解行为稳定,生物安全性达标,具备进一步深入研究的潜力,作为可降解心脏封堵器具有良好的应用前景。