关键词：机织血管;PHBV/PLA;高支撑性;生物相容性;细胞毒性
摘 要：聚β-羟基丁酸-co-羟基戊酸共聚酯(PHBV)是一种具有优异的生物相容性和可降解性能的生物材料;聚乳酸(PLA)在医用领域应用十分广泛;PHBV/PLA材料是经由PHBV和PLA共混而成,同样具有优异的生物相容性。该材料制成连续的长丝,已应用于中型口径人造血管的开发,但此前开发的机织PHBV/PLA人造血管植入生物体后易发生塌陷,存在支撑力不足的问题,本文着重通过合理的结构设计和制备工艺,在保证人造血管基本生物力学性能和生物相容性的同时提高PHBV/PLA人造血管的整体性能,特别是径向支撑性能,推进了PHBV/PLA材料在人造血管领域的应用。机织人造血管的径向支撑力可通过制备原料、结构及制备工艺的合理设计得以实现,因此,为了提高人造血管的径向支撑力,本课题从纤维材料规格的选择、组织结构及制备工艺的设计和相关性能测试分析方面展开研究。首先,通过对PHBV/PLA复丝力学性能的检测总结,明确仅选用PHBV/PLA复丝作为原料不足以为人造血管提供足够的径向支撑力。因此,从人造血管的结构出发,引入PET单丝以提高其径向支撑性能,同时,结合生物体动脉的多层结构,设计了一种以纬二重为基础组织、具有双层管壁结构的机织人造血管。该结构外层管壁采用支撑力好的PET单丝;内层管壁采用生物相容性能优异的PHBV/PLA复丝,利用PHBV/PLA良好的生物相容性及可降解性能,保证人造血管的生物性能。同时,外层的单丝为人造血管提供了良好的径向支撑和弹性回复性能,使得制备的人造血管同时满足生物相容性和高支撑性的要求。其次,参考人造血管制备的基本性能要求,对PHBV/PLA复丝进行上浆处理,以提高其可织性。再通过合理的实验方案和织造工艺参数设计,在专用小样织机上成功制备了13种内径为8mm的机织人造血管管坯,并对织造的人造血管管坯进行后处理,包括退浆、去污、热定形等。研究表明,后处理后的机织人造血管的经、纬纱密度均有增加,纱线排列更加紧密。然后,对制备的人造血管进行几何结构和生物力学性能测试,包括经纬密、管壁厚度、内径、水渗透率、拉伸强力、径向支撑力及弹性回复性和顺应性等,试验结果表明,本课题研制的机织人造血管各方面性能优良,径向支撑力大大提高。最后,对制备的人造血管进行生物相容性研究,利用CCK-8法对制备的人造血管进行细胞毒性测试,通过测试其吸光度值间接检测试样的细胞活性程度。实验结果表明,本文制备的纬二重PHBV/PLA机织人造血管的整体细胞活性达80%,生物相容性能优异,具有较低的细胞毒性,可以应用于生物体的植入。本文通过合理的设计,实现了高支撑性、生物相容性能优异的机织人造血管的开发,为人造血管的深入研究奠定了实验基础、提供了理论依据。
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