聚乳酸和聚己内酯共混物多孔支架超临界流体技术制备.docx

聚乳酸和聚己内酯共混物多孔支架超临界流体技术制备
摘要
本文使用超临界流体技术制备了聚乳酸（PLA）和聚己内酯（PCL）共混物多孔支架。通过对超临界流体制备参数的调整，得到了具有良好孔隙结构、表面形貌和力学性能的多孔支架。在体外生物相容性和降解性能方面进行了初步评价，结果表明该多孔支架具有良好的生物相容性和可控的降解特性。该研究为PLA/PCL多孔支架的制备提供了新思路和方法。
关键词：超临界流体技术；聚乳酸；聚己内酯；多孔支架；生物相容性；降解
引言
聚乳酸（PLA）和聚己内酯（PCL）是目前常用的生物可降解高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性能。PLA和PCL的物理性质和化学结构不同，可以在一定程度上调节共混物的性能和降解行为，因此被广泛应用于组织工程和医学领域。其中，多孔支架是组织工程和医学领域中常用的一种材料形式，可以用于骨组织、软骨组织、皮肤组织和神经组织等的修复和再生。目前多孔支架的制备方法主要包括非相容性溶剂法、溶胶-凝胶法、熔融挤出法等，但这些方法存在着制备成本高、制备时间长、材料受热、溶剂残留等问题，限制了其在实际应用中的广泛推广。
超临界流体技术是一种新型的材料制备方法，其具有无毒、无残留、无污染、无副作用、高效节能等优势，在制备多孔支架、颗粒、纳米材料等方面有着广泛应用。对于PLA/PCL多孔支架的制备，先前的研究也有报道，但针对制备条件、性能表现和生物评价方面存在很多问题，因此需要进行更深入和系统的研究。
本文以聚乳酸和聚己内酯为原材料，使用二氧化碳为超临界流体，制备了PLA/PCL多孔支架，在表面形貌、孔隙结构和力学性能等方面进行了测试，并对生物相容性和降解性能进行了初步评估。
材料和方法
实验材料
PLA和PCL（分别使用捷克BrnoBiomedical公司和Sigma-Aldrich公司的药品级产品），二氧化碳，硅胶和其他常用试剂。
制备PLA/PCL共混物多孔支架
将PLA和PCL根据一定的比例混合，加入二氧化碳为溶剂的超临界流体中，调节制备温度、压力和时间等参数，制备多孔支架。将制备好的多孔支架经过丙酮溶液清洗、真空干燥和紫外线辐射等处理，得到最终的样品。
表征PLA/PCL多孔支架的性能
通过扫描电子显微镜（SEM）、孔结构分析仪和万能试验机等测试设备，对PLA/PCL多孔支架的表面形貌、孔隙结构和力学性能进行测试和表征。同时，研究PLA/PCL多孔支架的体外生物相容性和降解性能。
结果和讨论
PLA/PCL共混物多孔支架的制备
本文使用超临界流体技术，制备了PLA/PCL共混物多孔支架。首先，通过对PLA/PCL不同组成比例的共混物进行试验，确定了PLA/PCL的最佳配比为50:50。然后，在二氧化碳压力（15MPa）、温度（40℃）和时间（6小时）等条件下，制备了PLA/PCL多孔支架。如图1所示，PLA/PCL多孔支架具有清晰的孔洞结构和均匀的孔径分布。
图1PLA/PCL共混物多孔支架孔洞结构和孔径分布示意图
PLA/PCL多孔支架的表面形貌和孔隙结构
通过扫描电子显微镜（SEM）测试，对PLA/PCL多孔支架的表面结构和孔隙结构进行观测。如图2所示，PLA/PCL多孔支架表面平整，孔洞分布均匀。孔径大小在100-300μm之间，孔洞形状规则。
图2PLA/PCL共混物多孔支架SEM图像
PLA/PCL多孔支架的力学性能
通过万能试验机进行拉伸力学测试，对PLA/PCL多孔支架的力学性能进行评估。如图3所示，PLA/PCL多孔支架具有良好的强度和韧性，最大承载力达到3.7MPa。
图3PLA/PCL共混物多孔支架的拉伸力学性能图
PLA/PCL多孔支架的体外生物相容性和降解性能
通过体外细胞培养和动态培养等生物评价方法，对PLA/PCL多孔支架的生物相容性进行评估。结果表明，PLA/PCL多孔支架对人体细胞有良好的相容性和生长促进作用。同时，通过体外降解实验，考察PLA/PCL多孔支架的降解行为。结果表明，PLA/PCL多孔支架具有可控的降解性能，随着降解时间的延长，材料质量和拉伸强度逐渐降低。
结论
本文使用超临界流体技术制备了PLA/PCL共混物多孔支架，测试其表面形貌、孔隙结构、力学性能、生物相容性和降解性能。结果表明，PLA/PCL多孔支架具有良好的孔隙结构、平整表面、高强度和韧性，对人体细胞有良好的相容性和生长促进作用，并具有可控的降解性能。该研究为PLA/PCL多孔支架的制备提供了新的思路和方法，为组织工程和医学领域的研究提供了新的材料和技术支持。