聚乳酸膜等离子接枝聚合聚乙烯基 吡咯烷酮及表面性能研究

背景：由于聚乳酸表面亲水性差、缺乏天然分子识别位点等缺点而限制了其应用。通过复合、化学接枝等方法试图引进亲水性基团,但过程比较复杂,并应用大量有机试剂,影响材料的生物相容性。目的：利用低温等离子技术对聚乳酸进行表面改性,改善其亲水性。设计：对比观察。单位：暨南大学科学与工程系。材料：实验于 2004-10/2005-10 在广州人工器官和材料工程研究中心实验室完成。实验用主要材料：聚乳酸（Mr 29 000,山东医疗器械研究所）,乙烯基吡咯烷酮（美国 Acros 公司,使用前经重蒸纯化）。方法：通过改变不同的工作条件（功率=150 W,时间=3,2,l min;功率=30 W,t=10,8,5,3,l min） 选择优化条件,然后通过气相法和常压液相法进行 PLA-乙烯基吡咯烷酮接枝反应。主要观察指标：通过扫描电镜和原子力显微镜观察材料的表面形态;水接触角测量仪测定材料等离子处理和等离子接枝前后亲水性的变化;傅里叶变换红外光谱仪测定材料的结构变化;通过材料改性前后质量变化分析材料的接枝情况。结果：①扫描电镜显示等离子处理和接枝后的材料表面呈现大小不一的气孔和沟痕。②接枝后的水接触角由原来的 78°下降到 50°。③傅里叶变换红外光谱图表征1 750 cm-1吸收峰的低波数侧1 637.19 cm-1出现新的吸收峰,该峰对应于聚乙烯基吡咯烷酮链段上酰胺基团中的羰基伸缩振动吸收。④聚乳酸膜材料经低温等离子处理后,材料的质量变化百分数为-0.6。结论：等离子处理和接枝后材料的亲水性有明显变化,材料表面呈现大小不一的气孔和沟痕,此表面有利于细胞的黏附。     

可降解材料聚D,L-乳酸椎间融合器对椎间植骨融合的影响

目的:考察可降解材料聚D,L-乳酸(PDLLA)在椎间植骨融合过程中对植骨融合部位骨融合情况的影响。方法:将动物按随机数字表分为4组,分别为4,8,12和16周组。每组只,其中只为对照组,3只为实验组。将可降解材料制成的椎间63融合器通过前路手术植入山羊的腰椎间隙,在不同时间段,通过大体、组织学、电镜考察其骨组织的融合情况。结果:实验组中骨融合在早期8周骨融合情况与对照组无明显差别,()此后,融合速度、骨小梁重塑性等方面较对照组缓慢,最终仍达到骨性融合。结论:可降解材料PDLLA在植骨融合早期对融合无明显影响,后期由于其降解速度影响骨融合速度,但最终可完成骨性融合。     

聚乳酸防粘连膜在肌腱修复中的应用

背景:如何使肌腱修复后少发生或不发生粘连,尽快实现其滑动功能又不影响肌腱本身的愈合?目的:观察聚乳酸防粘连膜在肌腱损伤修复后的防粘连效果。方法:选择解放军南京军区南京总医院骨科收治的手部屈伸肌腱断裂患者60例(共95根肌腱),随机分为2组。生物防粘连膜组采用弘健医用膜包裹吻合口1.5~2.0cm;对照组不使用生物防粘连膜。修复后6个月屈肌腱采用TAM系统评定,伸肌腱采用Miller分级法评定,比较其综合优良率。结果与结论:修复后均随访达半年以上,生物防粘连膜组综合优良率为90%(45/50),高于对照组综合优良率67%(30/45)(P<0.05)。提示聚乳酸防粘连膜临床应用简单便捷,有效降低了肌腱修复后粘连的形成,临床疗效肯定。     

抗非特异性蛋白吸附的聚乙二醇接枝聚乳酸对成骨细胞黏附、生长和分化的影响

目的:在前期成功合成聚乙二醇接枝的聚乳酸材料[poly(ethylene glycol) graft poly(D,L-lactic acid),PPLA]的基础上,以聚乳酸为对照,进一步考察该材料的细胞相容性.方法:实验于2006-10在重庆大学生物材料与仿生工程实验室进行.①以FITC荧光标记牛血清白蛋白检测聚乳酸及自制的PPLA材料的抗非特异性蛋白吸附性能.②在体外聚乳睃和PPLA聚合物膜上培养Wistar新生鼠成骨细胞.采用四甲基偶氮唑盐比色法测试细胞黏附和增殖情况,并通过检测碱性磷酸酶活性评价细胞分化程度.结果:①与聚乳酸相比,PPLA对牛血清白蛋白的吸附明显降低,仅为聚乳酸的37.3%.②与聚乳酸相比,在接种成骨细胞后,PPLA材料上的细胞黏附量更多,细胞数量更高;经过8 d的培养后,PPLA材料上成骨细胞的碱性磷酸酶活性高于聚乳酸.结论:与聚乳酸相比,PPLA材料具有更强的抗非特异性蛋白吸附作用,并能显著地促进细胞黏附、生长及分化,具有良好细胞相容性.     

胶原膜和聚乳酸-羟基乙酸共聚物对成纤维细胞分泌细胞因子的影响

目的:细胞因子中白细胞介素1β、白细胞介素6和白细胞介素8的分泌对加速创面愈合有重要作用,实验观察两种不同类型的组织工程皮肤生物支架材料胶原膜和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)对成纤维细胞分泌细胞因子的影响,探讨两种生物材料在创面愈合中的生物活性。方法:实验于2005-05/2007-02在福建省烧伤研究所完成。以密度为2×107/cm2的成纤维细胞接种于胶原膜和PLGA上,以相应的单层细胞培养为对照组,于第7和14天扫描电镜下观察细胞生长状况;在培养第1,3,5,7,14天收集细胞培养上清液,用ELISA法检测上清液中白细胞介素1β、白细胞介素6和白细胞介素8的水平;同时检测乳酸脱氢酶水平来反映细胞损伤程度。结果:①扫描电镜下所见:培养第7天,成纤维细胞黏附于胶原膜和PLGA上呈三维生长;培养第14天,细胞突起形成并锚定于胶原膜和PLGA上,相互交错排列形成网状铺于胶原膜和PLGA表面或延伸进入间隙中,并有大量纤维丝状细胞外基质生成。②乳酸脱氢酶水平:各组各时相点无显著性差异(P>0.05)。③成纤维细胞分泌细胞因子比较:胶原膜组第1~7天白细胞介素6水平高于对照组(P<0.01~0.05),而PLGA组则于第3和5天白细胞介素6水平高于对照组(P<0.01);胶原膜组和PLGA组中第1~5天和第14天白细胞介素8水平高于对照组(P<0.01~0.05);胶原膜组和PLGA组中白细胞介素1β水平略高于对照组,但无统计学意义(P>0.05);胶原膜组和PLGA组两组间各时相点各细胞因子水平均无显著性差异(P>0.05)。结论:胶原膜和PLGA均是良好的组织工程皮肤生物支架材料,对成纤维细胞无毒副作用,能促进成纤维细胞分泌某些细胞因子,为创面的修复提供有利的环境。     

低温等离子体肝素化改性后小肠黏膜下层的血液相容性及其构建小口径血管的可行性

背景:栓塞是小口径血管植入后失败的主要原因,目前常常对血管支架材料进行抗凝改性,以期提高其血液相容性,从而提高血管的有效通畅性.目的:观察低温等离子体肝素化改性后的内植物修复材料小肠黏膜下层的血液相容性,并探讨其体内构建小口径血管的可行性.设计:单一样本实验.单位:上海交通大学附属第六人民医院骨科、上海市四肢显微外科研究所.材料:实验于2006-01/10在上海市四肢显微外科研究所实验室进行.小肠黏膜下层来自农场猪.方法:①改性:将猪小肠黏膜下层用氩等离子体处理器照射处理,氩气流量20mL/min,照射时间分别为0,2,4,6,8,10,12,14 s,接着浸入肝素钠溶液24 h.②体内抗凝血实验:将20条狗分为2组,分别植入经过改性或未改性的小肠黏膜下层缝合成的3 mm口径血管支架,与股动脉直接吻合,观察6周.主要观察指标:①血液相容性检测:通过扫描电镜观测表面形态,并通过液滴接触角、凝血时间及血小板黏附实验检测小肠黏膜下层改性前后的抗凝性.②体内抗凝血:通过彩色多普勒和组织学检测,评价血管支架直接在体内循环血流下的长期通畅性和形成血管的可行性.结果:①改性小肠黏膜下层膜表面呈现出均匀的微结构改变,随着等离子体照射时间增加,表面液滴接触角降低;改性后凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间和凝血酶时间延长:血小板黏附减少.②植入体内后未改性小肠黏膜下层血管支架3 d内栓塞,改性组在6周内仍保持通畅,管腔内表面有完整内皮细胞覆盖.结论:经低温等离子体肝素化改性后小肠黏膜下层的亲水性、抗凝性有明显提高.     

双相磷酸钙／聚乳酸复合生物材料的生物相容性

背景:双相磷酸钙生物陶瓷与聚乳酸复合材料具有优良的生物活性和生物降解性.适宜孔隙结构的双相磷酸钙具有骨诱导性能,故与目前广泛报道的羟基磷灰石/聚乳酸相比,可望成为一类有前途的骨缺损修复材料.目的:制备双相磷酸钙/聚乳酸复合材料并对其生物相容性进行体内及体外评价.设计、时间及地点:动物观察,生物相容性实验,于2008-03/12在四川大学材料科学与工程学院及四川大学华西口腔医学院完成,部分检测在解放军成都军区总医院完成.材料:以溶液浇铸,粒子沥滤法制备多孔双相磷酸钙/聚乳酸复合材料.方法:以肌内植入实验、致敏实验、皮肤刺激实验、急性毒性实验、短期毒性实验验证复合材料的生物相容性.主要观察指标:复合材料孔隙结构及抗压强度、肌内植入组织学切片观察、急性毒性及短期全身毒性评级、致敏实验分级、皮肤刺激计分.结果:双相磷酸钙/聚乳酸复合材料无急性毒性作用对皮肤无刺激性、无短期全身毒性.复合材料孔径为200～400 μm且相互贯通,具有适宜的孔隙结构及力学强度.结论:双相磷酸钙/聚乳酸复合材料具有优良的生物相容性.     

聚乳酸-聚乙醇酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖复合人工硬脊膜的生物相容性

背景：聚乳酸-聚乙醇酸共聚物（poly-D,L-lactic-co-glycolic acid,PLGA）具有可吸收、细胞毒性小及硬度可调性的特点,符合作为人工硬脊膜材料的基本条件。但由于PLGA的表面缺乏功能性基团,生物相容性难以达到满意的要求。目的：通过加入Ⅰ型胶原和壳聚糖对PLGA进行表面改性,观察其作为人工硬脊膜材料的生物相容性。设计、时间及地点：对比观察实验,于2007-05/12在上海中医药大学生化与分子生物学实验室完成。材料：多孔PLGA膜由济南岱罡生物科技有限公司提供,Ⅰ型胶原蛋白由美国Sigma公司提供,壳聚糖由上海其胜生物制剂医疗器械公司提供,L929小鼠成纤维细胞由中国科学院上海生命科学院细胞所提供。方法：制作多孔PLGA膜、PLGA/Ⅰ型胶原复合膜（简称PG膜）、PLGA/Ⅰ型胶原/壳聚糖（9∶1）复合膜（简称PGC9∶1膜）、PLGA/Ⅰ型胶原/壳聚糖（5∶5）复合膜（简称PGC5∶5膜）。主要观察指标：各膜接触角、吸水率测定。L929小鼠成纤维细胞体外培养1,3,7d后纤维镜下观察细胞形态变化,并采用MTT法测定细胞毒性。结果：接触角分别为：PG膜0.05）。第3,7天,多孔PLGA膜与PG膜、PGC9∶1膜各组间,PGC9∶1膜与PGC5∶5膜组间差异有显著性意义（P〈0.05）。PGC9∶1膜可进一步改善复合膜的细胞黏附及增殖,PGC5∶5膜可抑制细胞增殖与分化。结论：PLGA膜的表面复合Ⅰ型胶原和壳聚糖可提高复合膜的生物相容性;PLGA/Ⅰ型胶原/壳聚糖（9∶1）复合膜在生物相容性方面基本符合人工硬脊膜的材料要求。     

组织工程材料的表面改性研究及应用：等离子体改性和接枝改性

组织工程材料的表面物理化学性质对材料的组织相容性有着霞要影响.因而对材料的表面进行改性,在保持材料物理机械性能的前提下引入可促进细胞黏附和生长的基团或生物活性分子,可显著改善材料的细胞相容性.目前,细胞相容性聚合物的表面改性方法主要有:等离子体改性、接枝改性等方法.文章从等离子体改性、接枝改性等方面论述了组织工程材料的表面改性方法及其在组织工程中的应用.     

Synthesis and characterisation of poly(D,L-lactic acid)-idoxuridine conjugate.

A new polymeric prodrug was prepared coupling 5-iodo-2'-deoxyuridine (IDU) to poly(d,l-lactic acid) (PLA) via a succinic acid spacer. The PLA-IDU conjugate was characterised by thermal analysis, IR and 1H and 13C NMR spectroscopy. The IDU content (0.024 mequiv.g-1 of PLA) was consistent with the carboxylic acid endgroup present in the polymer sample (0.025 mequiv.g-1 of polymer). The PLA-IDU conjugate was susceptible to degradation in biological environments containing esterase, whereas IDU was not detected by chemical hydrolysis in pH 7.4 phosphate buffer. The conjugate should be used to prepare injectable microspheres and nanospheres containing IDU chemically coupled to the polymer carrier.