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碳纤维/磁性纳米颗粒/高分子共轴纤维复合支架的制备方法

产品手册    2022-03-31 17:00

在生物材料引导组织修复的过程中,支架材料需要通过与细胞的相互作用,使细胞存活、增殖,进而产生细胞外基质,最终形成新的功能化组织,因此,支架材料的生物化学信号和物理性质等均会影响细胞的功能。单一材料在生物学和力学性能等方面难以满足组织工程支架材料的多方面需求,因而将两种或多种材料制备成复合材料支架有望更好地模拟特定细胞的生长环境,是引导组织再生的有效策略。静电纺丝纤维具有类似于细胞外基质的微观结构,通过共轴纺丝技术,可以在纳米纤维表面形成生物相容性良好的表层结构。碳纤维具有优异的导电性和高比强度、高弹性模量,广泛应用于航空航天、新型建 筑材料和高性能体育用品等领域,但在组织工程领域,其仅在肌腱 、韧带 、骨以及心肌组织的修复方面有少量研究探索。

1 材料与方法

1. 1 材料

聚乳酸;A型明胶 ;四氧化三铁纳米颗粒;聚丙烯腈基碳纤维;三氟乙醇;小鼠胚胎成纤维细胞NIH-3T3;异硫氰酸荧光素标记鬼笔环肽。细胞增殖-毒性检测试剂盒。

1. 2 方法

1. 2. 1 静电纺丝溶液配制

 称取明胶和聚乳酸分别加入到三氟乙醇中,配制一定浓度的明胶溶液和聚乳酸溶液。 将 MNP加入到三氟乙醇中,用超声处理辅助分散,再分别加入明胶或 聚乳酸,充分溶解后得到含磁性颗粒的明胶溶液溶液和聚乳酸溶液。

1. 2. 2 电纺丝纤维薄膜制备

以聚乳酸溶液为芯层,明胶溶液为壳层,用静电纺丝机在室温下进行纺丝。将制备的薄膜室温真空干燥,再进行真空加热,完成热交联。

1. 2. 3 复合支架制备

称取长度裁剪为约1cm的碳纤维,加入 到TFEA 中,水浴超声,并在磁子搅拌下使碳纤维充分打碎分散,在光学显微镜下统计碳纤维的长度分布。 将分散液置于通风橱内使TFEA 完全挥发后,加入双蒸水并再次超声处理,使碳纤维重新分散在水中。将分散液转入模具中,放入冰箱冷冻。将冷冻成型的碳纤维冰片置于两层电纺丝纤维薄膜中间,转移至冷冻干燥机中冻干,得到三明治夹心结构的复合支架。

 

图 1 扫描电子显微镜观察复合支架的微观结构。