可降解聚合物多孔支架是组织工程领域的重要研究方向之一，在组织工程中起着关键的作用。人工合成可降解聚合物具有良好的可调控性，在组织工程领域中具有广泛的应用。但是，人工合成聚合物支架的亲水性差且缺乏可供细胞粘附的结合位点，导致细胞在该类支架上的生长受到了极大的限制。因此，如何制备出细胞相容性良好的可降解多孔支架是目前该领域的研究热点和难点。静电纺丝法制备出的纤维支架可以很好的模拟仿生细胞外基质，本博士论文对如何改进纤维支架的细胞相容性做了深入的研究和探讨。
首先基于静电纺丝法，结合溶液共混和冷冻干燥技术制备出了聚碳酸亚丙酯(PPC)与天然高分子明胶(gelatin)的纳米级复合纤维支架、热塑性聚氨酯和氧化石墨烯(GO)复合纤维小直径血管支架和具有PPC微米级纤维/壳聚糖(chitosan)纳米级纤维并存的层次结构的纤维支架。研究发现当gelatin在纺丝液中含量高于10%时，gelatin与PPC在纺丝过程中会发生严重相分离导致纺丝液喷溅、纤维粘接等现象的发生。加入微量醋酸可改善gelatin与PPC的相容性，使得混合液的纺丝过程顺利进行得到尺寸均匀的纤维，且加入的gelatin极大的改善了复合纤维支架的亲水性及细胞相容性；通过自主搭建的旋转型收集装置制备出具有不同GO和PEI含量的TPU/GO，PCL/PEI小直径血管支架，探讨GO和PEI对复合纤维支架的结构形态、亲水性能的影响，并以人体血管内皮细胞为细胞模型，研究了GO和PEI的含量对细胞的生长形态的影响，发现了低含量的GO和PEI对细胞的生长有促进作用，而高含量的GO和PEI会导致细胞的死亡；调节溶剂的组成和搭建平行板收集装置制备出了高度取向的PPC微米纤维支架，通过壳聚糖溶液浸润和冷冻干燥后处理，在PPC微米纤维支架内引入chitosan纳米纤维，制备出的支架不仅具有微米级纤维和纳米级纤维的层次结构，而且含有生物相容性良好的chitosan，细胞培养结果表明该微纳纤维复合结构为细胞的生长提供了适宜的环境。
其次，在静电纺丝的基础上，采用聚己内酯(PCL)纳米纤维作为shish来诱导在稀溶液的聚合物分子在其表面自发结晶形成周期性排列的晶片即kebab，制备出具有串晶结构的纤维支架来改变支架的微观拓扑结构，并采用天然聚合物修饰串晶纤维支架以达到在结构上和功能上能够仿生细胞外基质中胶原纤维的目的。分别研究了shish的组成，kebab溶液的组成对形成的串晶结构的影响。
研究发现:采用聚己内酯(PCL)/纳米级羟基磷灰石(n HA)复合纤维作为shish制备出的串晶结构具有良好的仿生矿物化性能且有利于人体骨肉瘤细胞(MG63)的生长，且使得纤维支架的力学强度得到改善；与77%的醋酸相比，使用PCL溶解度更低的乙酸戊酯作为溶剂配制的稀溶液有利于在PCL纳米纤维上形成规整的kebab；采用化学接枝的方法在PCL串晶纤维支架表面接枝生物相容性好的基质胶(matrigel)可改善纤维支架的亲水性和细胞相容性。针对在研究中发现的溶液共混和化学接枝法的缺点和不足，提出chitosan-PCL共聚物在PCL纳米纤维表面结晶来制备支架的新方法，在结晶过程中，共聚物中的PCL端会在纺丝纤维表面自发结晶形成周期性排列的晶片，而共聚物中的壳聚糖则由于PCL纤维的排斥作用而被暴露在外。采用该思路制备出的纤维支架既使得支架具有串晶结构这一独特的微观拓扑形态，又使得复合纤维支架富含壳聚糖单元来提供细胞的结合位点。研究发现:采用该设计思路制备出的支架具有良好的亲水性、仿生矿物化性能、细胞相容性以及优良的成骨能力。
最后，为解决静电纺丝法制备出的纤维支架规整性不足且难以制备成特定形状的多孔支架的缺陷，并且采用简单的热致相分离法经常涉及到有毒溶剂的使用的问题，提出了一种将挤出发泡法、沥滤法以及冷冻干燥法相结合、并通过材料体系和工艺条件的调控制备获得了具有双峰泡孔结构的富含壳聚糖纳米纤维的PCL三维多孔支架的新方法，为批量化生产细胞相溶性好、泡孔率高、内部连通性好的三维多孔支架提供新思路。
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