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组织结构的仿生力学特性

通过Francisco Chaparro3分钟阅读
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电纺纳米纤维血管支架

Electromun纤维脚手架的主要目标之一是完全生物培养细胞外基质(ECM)环境。这包括将细胞掺入并维持其增殖,其具有根据被模拟的结构具有纤维取向,允许通过种子细胞进行生物材料的生物材料和生产的生物材料,以及完全类似的机械性能。一些常见的组织,其中采用电纺支架作为该溶液,包括肌腱,心脏瓣膜和血管组织。用于产生这些接枝样品的典型材料包括使用胶原蛋白,明胶和透明质酸等天然聚合物等。

当然,衍生材料具有生物识别的潜在优势,可以积极支持细胞粘附和功能。然而,使用天然聚合物也有一些缺点。其中一些包括快速退化体外体内低机械性能,高亲水性和批次之间的高可变性。因此,利用天然聚合物模拟ECM环境并非易事。因此,合成聚合物和天然合成聚合物共混物的应用已广泛应用于组织工程和再生医学领域。188金宝搏app安卓下载

聚己内酯作为血管支架材料的仿生性能

一个广泛使用的合成聚合物,聚己内酯(PCL),已被用于创建空心管状支架,以模拟血管。这些PCL管状支架的内径大小取决于所需要的血管组织,但通常范围为1 - 5毫米。在重建冠状动脉ECM结构方面,需要构建三层结构。通过选择合适的溶剂和适当的沸点,形态和机械结构(纤维直径、孔隙率和机械性能)可以定制为这种类型的组织。例如,使用丙酮可以产生一种致密的纤维来模拟内膜层,而使用一种挥发性更高的溶剂,如二氯甲烷,可以产生柔韧的、大直径的多孔纤维,可以覆盖冠状动脉的中膜层。下面的图片显示了由丙酮和二氯甲烷制成的PCL纤维和典型的管状脚手架材料。

Electromun管状脚手架材料
控制直径的电纺脚手架材料。
电纺管状支架
电纺管状脚手架。

使用Fluidnatek®电纺的设备不仅允许使用不同的溶剂期间电纺的过程在美国,它还提供了通过使用可达2000 rpm的心轴来创建管状支架的能力。在组织工程和再生医学应用中,支架的一个关键特征是创造均匀和均匀的厚度。188金宝搏app安卓下载的Fluidnatek®设备可以使用可编程功能实现,以控制所有过程参数作为时间的函数。另外,还可以通过软件采用和直观地使用测量样品厚度的计量系统,允许本机知道在实现所需厚度之后需要更多的纤维沉积,并且何时停止。

电纺医疗级组织结构的分层挑战

当需要用不同的聚合物溶液制成多层时,研究人员通常会遇到这些层之间的分层问题。的Fluidnatek®静电纺丝设备可以实现通过触摸屏自动控制z轴。虽然通常需要完全干燥的产品,通过减少集电极和发射器之间的距离,第一和第二层可以通过不允许溶剂在纺丝过程中完全蒸发物理连接。剩余的溶剂通常先用真空干燥的方法除去体外或者体内就业。

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