賴氨酸對(duì)電紡PLGA超細(xì)纖維降解的pH調(diào)控及生物相容性研究.pdf

1、通過電紡絲方法制備的納/微米級(jí)超細(xì)纖維材料是近年來廣受關(guān)注的一類組織工程支架構(gòu)建材料。在各類電紡材料中，生物可降解的合成聚-羥基酸酯類材料，尤其是乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA），由于具有良好的生物相容性、可控的生物降解性能以及較高的力學(xué)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，已在工程化不同的生物組織和藥物釋放領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用。但是PLGA的酸性降解產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致支架周圍環(huán)境的pH下降，從而引起生物相容性問題。目前國(guó)內(nèi)外雖然有較多的生物可降解聚酯類材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中

2、的應(yīng)用---包括在組織工程和藥物釋放領(lǐng)域的應(yīng)用，以及對(duì)其體內(nèi)和體外降解過程的研究，并取得了較大進(jìn)展，但是對(duì)于如何消除降解產(chǎn)物的酸性作用，并克服由此帶來的負(fù)面影響的研究則不是太多。
　　為了解決此問題，本文報(bào)道了在PLGA超細(xì)纖維中引入一種堿性賴氨酸（Lys）來研究其對(duì)PLGA的酸性降解產(chǎn)物的酸度（pH）中和作用。著眼于電紡PLGA纖維今后用于構(gòu)建結(jié)構(gòu)具各向異性的致密結(jié)締組織（如：肌腱、韌帶等），我們首先利用穩(wěn)定射流電紡的方法成功制

3、備出負(fù)載0、10、20、30％Lys的PLGA取向超細(xì)纖維。之后對(duì)Lys/PLGA復(fù)合取向超細(xì)纖維的形貌、成分和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、熱學(xué)性能、力學(xué)性能等進(jìn)行表征。然后將純的PLGA以及負(fù)載有 Lys的PLGA纖維浸入到PBS溶液（pH6.86）中，在37℃下進(jìn)行體外降解實(shí)驗(yàn)，并在纖維降解過程中的特定時(shí)間點(diǎn)分別檢測(cè)降解液的pH值、Lys釋放速率和纖維質(zhì)量損失率以及吸水率變化情況。結(jié)果表明：穩(wěn)定射流電紡法制備的純PLGA纖維和Lys/PLGA復(fù)合纖

4、維直徑在1?m左右，纖維形貌均一，取向度較好。Lys的摻入能提高PLGA纖維的熱穩(wěn)定性，力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度也獲得顯著提高，達(dá)到89.97±6.32 MPa（大大高于純PLGA纖維的61.23±3.67 MPa）。和純PLGA纖維組相比，含有30％Lys/PLGA纖維組的PBS溶液在經(jīng)過10周降解后，溶液pH值僅有較小程度的降低（5.25），而純PLGA、10％Lys/PLGA和20％ Lys/PLGA各纖維組降解液的pH值則分別降低至2

5、.49、2.82和3.55。由此可見，Lys的加入能夠?yàn)殡娂廝LGA纖維的降解提供一種pH補(bǔ)償效應(yīng)，而且這種作用和Lys的添加量正相關(guān)。
　　接著，我們通過體外檢測(cè)L929細(xì)胞在電紡Lys/PLGA復(fù)合纖維支架上的生長(zhǎng)和增殖情況和體內(nèi)包埋實(shí)驗(yàn)來評(píng)價(jià)其生物相容性。細(xì)胞的生長(zhǎng)形態(tài)、增殖情況和分泌的膠原含量分別通過熒光染色、CCK8以及羥脯氨酸試劑盒進(jìn)行觀察和測(cè)定。結(jié)果表明：L929細(xì)胞分別在支架材料上培養(yǎng)1、4、7d后，通過熒光染色觀

6、察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞較好的粘附在材料上。CCK8檢測(cè)結(jié)果顯示細(xì)胞能在Lys/PLGA復(fù)合纖維支架上快速增殖，說明負(fù)載Lys的電紡PLGA纖維支架具有良好的細(xì)胞相容性。之后，我們通過將細(xì)胞種植在含有纖維降解液的混合培養(yǎng)基中來評(píng)價(jià)降解液酸性對(duì)細(xì)胞的影響，研究發(fā)現(xiàn)，和純PLGA組產(chǎn)生的降解液對(duì)細(xì)胞的影響相比，Lys負(fù)載量高的PLGA復(fù)合纖維的降解液對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖以及膠原生成影響較小。在體內(nèi)生物相容性評(píng)價(jià)中，通過將材料直接植入到SD大鼠背部，4周之后

7、取出，對(duì)組織進(jìn)行HE染色處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加有Lys的PLGA復(fù)合纖維的HE切片中炎癥細(xì)胞要比純PLGA纖維中的少很多，而且Lys含量越高，所引起的炎癥反應(yīng)越低。
　　總之，本研究通過穩(wěn)定射流電紡絲的方法成功地制備出Lys負(fù)載量分別為0、10％、20％、30％的PLGA復(fù)合纖維，發(fā)現(xiàn)電紡超細(xì)取向Lys/PLGA復(fù)合纖維具有較好的理化特性，更為重要的是體外降解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Lys的引入對(duì)于調(diào)節(jié)由PLGA降解產(chǎn)生的酸性降解產(chǎn)物所導(dǎo)致的周圍環(huán)