第 1 章 绪 论
纤维具有连续结构，其直径和长度范围十分广泛，而且既有多根纤维材料和单根纤维材料，又有长而连续的纤维材料和短纤维材料。其中单根纤维作为纤维生物材料的基础，既可以是圆形结构，又可以根据研究需要挤压或者拉伸成为各种形状。而当单根纤维足够长时还可以进行针织和纺织，通过针织和纺织过程，可以制备出结构多种多样的3-D 支架材料。利用纤维制备所得的 3-D 支架材料具有多样的孔径尺寸、几何形状和结构特性，并且具有一些其他材料无法比拟的优点，在组织工程中具有得天独厚的优势。 首先，纤维支架独有网状纤维结构可以很好地模拟细胞外基质结构。细胞外基质的主要成分是胶原蛋白，一共有 27 种类型的胶原蛋白分布于机体各处组织中，研究证明胶原蛋白具有促进成骨分化的作用[28, 29]，其中Ⅰ型蛋白分布最为广泛，是骨组织、皮肤以及肌腱等组织的主要成分。研究证明Ⅰ型胶原蛋白的直径在100nm左右[30]，由其组装形成的胶原纤维直径则在1-100μm 区间，其拉伸力学强度在54±25MPa[31]。而人造纤维不仅可以利用静电纺丝技术模拟胶原蛋白的直径、利用传统的编织或者拉伸技术模拟胶原纤维的直径[32]，还可以通过调整原材料与制备技术模拟胶原纤维的力学强度[33]。
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第 2 章 熔融离心聚乳酸纤维的制备、表征以及生物相容性研究
2.1 引 言
组织工程的主要目的是利用组织工程材料替代受损的组织和或器官，其关键之一是模仿或再现适于细胞粘附、迁移、增殖和分化的细胞外基质结构（ECM）[102]。直径为50-500nm 的胶原蛋白是组成细胞基质的主要成分，其对细胞粘附和迁移具有重要作用[103-106]，故而与胶原蛋白直径相同的高分子纳米纤维支架可以提供利于细胞功能的生长环境[107, 108]。目前研究表明相对于微米级尺寸的纤维结构，纳米级尺寸的纤维结构更利于细胞的粘附和分化[109, 110]，但以静电纺丝纤维支架为代表的纳米级纤维支架因其力学强度较差、菲薄的厚度以及较低的细胞渗透性限制了其在组织工程中的应用[111, 112]。为了克服微米级纤维支架和纳米级纤维支架各自的缺点，本研究采用一种新型的熔融离心纺丝法，期待制备出微米级与纳米级纤维均匀分布的无纺混合纤维，并应用于骨组织工程研究中。
2.2 实验仪器和材料
（1）DMEM细胞培养基配制
1L培养基含有：DMEM培养基1袋，胎牛血清100mL，青霉素60mg，链霉素100mg，碳酸氢钠3.7g。
（2）MTT溶液配制
MTT粉剂溶于磷酸盐缓冲液（PBS）（浓度为5mg/mL），用450μm的滤头过滤去除杂质，使用前新鲜配制，避光保存。
（3）0.25%胰蛋白酶液的配制
浓度为 0.25%（w/v）的胰蛋白酶用PBS缓冲液配制，4℃保存。
（4）盐酸异丙醇溶液的配制
取10mol/L的盐酸0.04mL加入10mL异丙醇溶液中，配置0.04mol/L的盐酸异丙醇溶液。
第3章 熔融离心聚乳酸纤维/明胶复合支架的制备以及表征 ..... 37
3.1 引 言 .... 37
3.2 材料与方法 .......... 37
3.3 实验方法 ..............38
第 4章 聚乳酸纤维复合明胶支架的兔挠骨缺损修复实验 .......... 55
4.1 主要药品、仪器和实验动物 ...........55
4.2 实验方法 ............. 55
4.3 结果 ..................... 56
4.4 讨论 ..................... 65
4.5 小 结 ................... 65
第5章 结 论 ......... 67
第 4 章 聚乳酸纤维复合明胶支架的兔桡骨缺损修复实验
4.1 主要药品、仪器和实验动物
纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合支架 四川国纳生物科技有限公司 中国
鹿眠宝 青岛汉河动植物药业有限公司 中国
青霉素 华北制药厂 中国
常规手术器械 上海医疗器械厂 中国
电动钻机、钻头 上海医疗器械厂 中国
CR X光机 Kodak CR-400 plus 美国
4.2 实验方法
将单纯聚乳酸纤维支架、单纯聚乳酸粒子沥滤支架、10%羟基磷灰石/聚乳酸粒子沥滤支架、聚乳酸纤维/明胶复合支架和商品化纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合支架材料制成与兔桡骨设计截骨处大小相同的材料，其中单纯聚乳酸粒子沥滤支架、10%羟基磷灰石/聚乳酸粒子沥滤支架和商品化纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合支架大小为 20mm×4mm×3mm，单纯聚乳酸纤维支架和聚乳酸纤维/明胶复合支架其大小为长度20mm，直径为3.8mm的圆柱型支架。所有支架选用低温过氧化氢消毒法以保证支架中明胶的活性。实验结果可以看出经过 10%羟基磷灰石修饰的聚乳酸多孔粒子沥滤支架和经过明胶修饰的聚乳酸纤维支架相比修饰前骨修复效果明显提升。而从完成骨修复的组数、骨痂形成量和新骨形态上看，骨修复效果聚乳酸纤维/明胶复合支架>10%羟基磷灰石/聚乳酸粒子粒滤支架>纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合支架，说明本研究制备的明胶复合熔融离心纺丝纤维支架在骨组织工程中有着广泛的应用的前景。另一方面，本实验中聚乳酸纤维/明胶复合支架组并未在所有组中完成骨修复，说明该支架仍不完善，并不能完全满足临床治疗骨缺损的需要。
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第 5 章 结 论
1. 首次利用熔融离心纺丝法，根据不同原材料及转速制备了棉花样、纤维直径分布广泛和具有三维立体结构的聚乳酸纤维。
2. 首次利用上述纤维为原材料，采用三氯甲烷气体表面粘联法制备得到了单纯聚乳酸纤维支架，其理化性质满足组织工程支架的需要。
3. 利用上述纤维支架，采用明胶表面涂覆修饰法制备得到了聚乳酸纤维/明胶复合支架，0.5%浓度表面明胶修饰的聚乳酸纤维/明胶复合支架具有良好的理化性质、较好的体外矿化能力以及兔体内桡骨缺损修复能力。
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参考文献（略）