多层静电纺丝技术制作血管支架.pdfVIP

6 阅乡f丝调 2007年第1期 多层静电纺丝技术制作血管支架 吴佳林，张钰编译张幼珠校 (苏州大学材料工程学院，江苏苏州215021) 摘要：采用旋转的轴心收集装置得到一种连续的多层静电纺丝制品(ME)，以开发一种能模仿血管形态和机械性 能的支架结构。这根双层的管状支架由外层为刚性且具有高取向度的PLA纤维和内层为柔韧且具有不规则取向 的PCL纤维(PLA／PCL)构成。通过调节收集器的转动速度，来达到控制不同层纤维取向的目的。采用扫描电镜 (SEM)和张力测试设备检测该支架的结构和力学性能。为了评估其维持细胞粘附、繁殖和分化的能力，在该支架 上分别培育、扩充和播种小鼠胚胎成纤维细胞(3T3)和人体静脉肌成纤维细胞(HVS)。在两个方案中，细胞在静态 糖胺聚糖)进行组织检查和生化分析。结果表明了多层静电纺制品通过分层纺丝和控制纤维的取向以制作具有分 层组织的支架的可行性。最终得到的支架可以达到预想的柔韧水平(弹性应变可达到10％)，且可以促进细胞的生 长和繁殖。静电纺PLA／PCL双层管可作为血管组织工程的一种合适的支架。 关键词：多层静电纺丝；血管；双层管状支架；组织工程；细胞外基质 1前言 置(4)接地。通过在矩形电极与收集器之间施加高 电压，聚合物溶液在静电力的作用下从针尖喷出。 为了开发一种从形态和机械性能角度都能模仿 血管的支架结构，采用一种旋转的轴心收集装置制 备一种连续的多层静电纺丝制品。两种不同的合成 高分子材料为：(a)￡一聚己内酯(PCL)，一种柔韧的 可降解的材料；(b)聚乳酸(PLA)，一种刚性的可降 解材料。静电纺丝时通过调节收集器以两种不同转 速来控制纤维的取向。双层管状支架由外层取向度 高且刚性的PLA纤维和内层不规则取向且柔韧的 PCL纤维组成，经扫描电镜，张力测试和细胞种植， 图1静电纺丝装置示意图 评估其作为血管组织工程支架的可行性。 2．2聚合物 使用的聚合物是：￡一聚己内酯(PCL)，平均分 2材料与方法 子量为80kDa；聚乳酸(PLA)，平均分子量76kDa。 2．1静电纺丝装置 静电纺丝装置由高压电源、输液泵、带不锈钢的 合溶液中，得到浓度为14．0％(w／v)的溶液。 2．3双层管状支架 钝端针头(26G×1”)的注射器和旋转轴心收集装置 组成，其示意图如图1所示。注射器水平固定在输 使用旋转轴心收集装置进行多层静电纺丝 液泵(2)上，聚合物溶液通过聚四氟乙烯管流入针头 cm×5 架。由于PCL具有很好的柔韧性，双层管可从收集 (3)，针头竖直固定在一块15 cm矩形电极的 中央，与高压电源的正极(1)相连，轴心旋转收集装 装置上直接剥离。每种聚合物的纺丝条件如下(排 列顺序为溶剂、聚合物浓度、电压、距离、流速、纺丝 万方数据 2007年第1期 内乡f三￡调 7 时间和心轴转速)：(a)PCL：CHCl3、12．5％(w／v)、构染色并用CLSM评估细胞的增殖和生存能力。 13kV、20 min、60 2．8人体静脉肌成纤维细胞 Hz；(b)PLA： cm、10弘L／min、180 kV、20cm、 用纤维蛋白作为细胞载体将密度为4．8×106 (CHCl3：