基于聚富馬酸丙二醇酯彈性材料的制備及其對瞼板全層缺損的修復研究.pdf

1、第一部分聚富馬酸丙二醇酯/甲基丙烯酸羥乙醇彈性材料優(yōu)化制備與性能研究
　　目的:
　　利用甲基丙烯酸羥乙酯作為共聚單體對聚富馬酸丙二醇酯進行增韌改性，探索制備比傳統(tǒng)PPF韌性更好的材料的可行性，獲得制備彈性材料的甲基丙烯酸羥乙酯共聚單體最優(yōu)比例，在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)HEMA共聚單體此例對PPF交聯(lián)密度、親水性及力學新能進行精確調(diào)控，以期構(gòu)建出在結(jié)構(gòu)和力學性能上對天然瞼板組織有更高相似性的材料，為瞼板替代物的研制提供一個新的途徑。<

2、br>　　方法:
　　首先對兔瞼板組織微觀形貌、力學性能進行分析，在此基礎(chǔ)上，采用具有良好生物相容性的PPF、HEMA進行共聚，通過對HEMA共聚單體比例的調(diào)整，優(yōu)化共聚物各項參數(shù)，制備基于PPF的彈性材料。傅里葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜分析共聚物化學鍵及化學組成，差掃描量熱儀表征共聚物熱性能，掃描電鏡和透射電鏡檢測共聚物表面和斷面微觀結(jié)構(gòu)，靜態(tài)水接觸角對共聚物的親疏水性進行分析比較，萬能測試機檢測共聚物壓縮及拉伸力學強度，分析評價PPF/

3、HEMA共聚材料作為瞼板替代材料的結(jié)構(gòu)與性能仿生可行性。
　　結(jié)果:
　　兔瞼板平均楊氏模量為5.67±1.53 MPa。交聯(lián)固化后的PPF-HEMA共聚物能夠在3400 cm-1和1740cm-1處看到較強的羥基和羰基的伸縮振動峰，對比不同投料比的樣品中羥基和羰基振動峰的相對強度，隨著樣品中投料的HEMA量增加，羥基相對羰基含量增加。PPF-HEMA0.5、PPF-HEMA1、PPF-HEMA2的水接觸角隨著HEMA單體投

4、料比的增加而降低;溶脹率分別為16％、20％和30％左右。溶脹前，除PPF-HEMA0.5樣品（14.3±2.6 MPa）以外，其他實驗組和對照組壓縮模量均在19 MPa左右。拉伸模式下，PPF-HEMA0.5樣品在溶脹前斷裂伸長率就能達到20％左右，PPF-HEMA1和PPF-HEMA2樣品的伸長率可以由溶脹前的不到10％提高到溶脹后的30～40％左右。在濕態(tài)循環(huán)加載條件下，各組分PPF-HEMA經(jīng)過50次循環(huán)，樣品形貌保持完整，應(yīng)力

5、-應(yīng)變曲線重合較好，應(yīng)力值分別為原始的90.1％，82.5％，and85.9％，反應(yīng)材料具有較好的抗疲勞性。
　　結(jié)論:
　　本部分研究選用HEMA為共聚單體，以1∶0.5、1∶1和1∶2三種質(zhì)量比投料，與PPF共聚制備了韌性材料。PPF-HEMA交聯(lián)體系中，通過增加HEMA共聚單體的比例改變固化后材料的化學組成，并在相當程度上提高材料的溶脹性能，制備了一種具有良好的韌性和抗疲勞性的彈性材料，為模擬天然瞼板替代材料的研究和應(yīng)

6、用奠定了實驗基礎(chǔ)。
　　第二部分聚富馬酸丙二醇酯/甲基丙烯酸羥乙醇組織工程多孔支架的制備及其理化性能和生物相容性研究
　　目的:
　　利用生物相容性良好的明膠微粒作為致孔劑制備具有適度孔徑、高孔隙率和連通性好的多孔支架，在微觀層次探討PPF-HEMA共聚材料的化學組分、孔隙結(jié)構(gòu)對材料降解性能等理化性能和細胞黏附、增殖等生物活性的影響，進一步在二維培養(yǎng)條件下驗證該組織工程PPF-HEMA多孔支架對瞼板缺損修復修復研究中所

7、涉及的目標細胞的適用性。
　　方法:
　　采用明膠粒子致孔法制備不同孔徑、不同共聚比例的多孔PPF-HEMA支架，掃描電鏡觀察支架的形貌和結(jié)構(gòu)并測定支架孔徑，排乙醇體積法測多孔支架孔隙率，根據(jù)1，2，3，6，9和12周支架的失重率分析體外降解性能。浸提液法用HDFs細胞考察材料的細胞毒性，并采用PrestoBlue試劑盒對人結(jié)膜基質(zhì)細胞和人結(jié)膜上皮細胞兩種不同目標細胞在支架上的黏附與增殖能力進行檢測，免疫熒光染色特異性標記物

8、觀察支架上細胞形態(tài)，以評價組織工程PPF-HEMA多孔支架的生物相容性。
　　結(jié)果:
　　明膠粒子致孔法180-280μm明膠微粒所制備的PPF-HEMA多孔支架具有規(guī)整的外形，而280-450μm、480-600μm明膠微粒致所制備的PPF-HEMA多孔支架因孔隙較大，280-450μm孔徑支架外形較為粗糙不規(guī)，480-600μm孔徑支架甚至出現(xiàn)開裂。180-280μm明膠模板所制備的PPF-HEMA0.5、PPF-HEM

9、A1和PPF-HEMA2多孔支架孔隙率分別在88.9±2.3％，82.3±1.6％和84.6±3.1％，與Image J軟件分析商業(yè)化的ADM孔隙率為91.5±3.2％相比無明顯差異。掃描電鏡可見多孔支架具有規(guī)整的外形，良好的孔徑分布和連通性。體外PBS孵育12周內(nèi)，PPF-HEMA2組的支架質(zhì)量損失在第9周為10.9±1.3％，到12周質(zhì)量損失也僅達11.4±0.7％;而PPF-HEMA0.5和PPF-HEMA1到12周質(zhì)量損失分別達

10、到15％和20％。MTT法檢測不同PPF-HEMA浸提液之間以及對比空白對照組，各時間點細胞增殖情況無明顯差異(P＞0.05)。在PPF-HEMA材料體系中，HEMA共聚單體的加入通過改變共聚體的親水性而調(diào)控支架的細胞相容性在PPF-HEMA材料體系中，PPF-HEMA1能支持一定的CjECs增殖，但PPF-HEMA0.5和PPF-HEMA2多孔支架雖有一定細胞黏附，但并不有效地支持目標細胞CjSCs生長。
　　結(jié)論:
　　

11、利用180-280μm明膠微粒致孔劑法可制備出具有適度孔徑、高孔隙率和連通性好的PPF-HEMA多孔支架，支架在體外降解12周質(zhì)量損失小于20％，具有良好的穩(wěn)定性，通過改變PPF-HEMA投料比可以通過調(diào)節(jié)共聚體的交聯(lián)密度可調(diào)控PPF-HEMA多孔支架體外降解行為。PPF-HEMA1能支持一定的CjECs增殖，但PPF-HEMA0.5PPF-HEMA2基本不能支持細胞增殖。
　　第三部分聚富馬酸丙二醇酯/甲基丙烯酸羥乙醇多孔支架材

12、料的體內(nèi)生物學效應(yīng)及眼瞼重建效果研究
　　目的:
　　分析評價組織工程PPF-HEMA多孔支架的體內(nèi)生物相容性，同時觀測其原位缺損重建修復效果，為瞼板替代材料的構(gòu)建提供新的思路和合成方法，為眼瞼重建用組織工程瞼板替代材料的臨床應(yīng)用奠定前期實驗基礎(chǔ)。
　　方法:
　　構(gòu)建兔全層瞼板缺損動物模型，以去人脫細胞真皮基質(zhì)作為對照，植入PPF-HEMA多孔支架材料。通過觀察眼瞼缺損修復效果、組織切片H&E染色和Masson

13、染色觀察炎癥反應(yīng)和材料-組織反應(yīng)情況，評價PPF-HEMA多孔支架材料的可操作性和在體生物相容性。
　　結(jié)果:
　　成功構(gòu)建兔全層瞼板缺損動物模型，術(shù)后8周ADM組和PPF-HEMA2組眼瞼缺損完全修復，未見任何成角畸形，PPF-HEMA1組可見輕度成角畸形，對比陰性對照組可見明顯眼瞼成角畸形及疤痕形成。組織學切片H&E染色可見術(shù)后1周各組炎癥反應(yīng)明顯，同一時間實驗組與對照組炎癥反應(yīng)評分無統(tǒng)計學差異，隨植入時間增加各組炎癥反

14、應(yīng)均明顯減輕，術(shù)后8周與術(shù)后1周炎癥反應(yīng)評分有統(tǒng)計學差異。組織學切片Masson染色可見PPF-HEMA多孔支架材料孔隙內(nèi)新生結(jié)締組織長入，支架周圍膠原纖維束包裹，ADM組、PPF-HEMA1和PPF-HEMA2組ImageJ測量其厚度分別為28.0±9.3μm，65.2±16.8μm和63.5±17.3μm。
　　結(jié)論:
　　組織工程PPF-HEMA多孔支架具有良好的體內(nèi)生物相容性，在兔全層瞼板缺損動物模型中PPF-HEM