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组织结构的仿生力学特性

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静电纺纳米纤维血管支架

静电纺纤维支架的主要目标之一是完全仿生学的细胞外基质(ECM)环境。这包括结合细胞和维持其增殖,根据被模仿的结构有纤维定向,允许降解生物材料和由种子细胞生产新的天然ECM,以及完全相似的机械性能。一些常用的研究组织包括肌腱、心脏瓣膜和血管组织。产生这些嫁接样品的典型材料包括使用天然聚合物,如胶原蛋白、明胶和透明质酸等。

自然地,衍生材料具有潜在的生物识别优势,可能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在体外在活的有机体内机械性能低,亲水性好,批间变异性大。因此,使用天然聚合物来模拟ECM环境并不是一项容易的任务。因此,合成聚合物和天然合成聚合物的混合物在组织工程和再生医学中得到了广泛的应用。188金宝搏app安卓下载

聚己内酯作为血管支架的仿生性能

聚己内酯(PCL)是一种广泛应用的合成聚合物,已被用于制造中空管状支架,以模拟血管。这些PCL管状支架的内径大小取决于所需的血管组织,但通常在1到5毫米之间。为了重建冠状动脉的ECM结构,需要设计一个三层结构。通过选择合适的溶剂和合适的沸点,其形态和机械结构(纤维直径、孔隙率和机械性能)可以被量身定制,以模拟这种类型的组织。例如,使用丙酮可以制造出致密的纤维来模拟冠状动脉内膜层,而挥发性更高的溶剂,如二氯甲烷,可以制造出弹性大直径的多孔纤维,可以再现冠状动脉的中膜层。下面的图片显示的是由丙酮和二氯甲烷以及典型的管状支架材料制成的聚氯乙酯纤维。

静电纺管状脚手架材料
可控直径静电纺丝支架材料。
静电纺丝管状支架
实际上电纺管状支架。

使用Fluidnatek®电纺的设备不仅可以在使用过程中使用不同的溶剂电纺的过程在美国,它还提供了使用芯轴制造管状支架的能力,芯轴的转速最高可达2000转/分。在组织工程和再生医学应用中,支架的一个关键特点是创造了均匀和均匀的厚度。188金宝搏app安卓下载的Fluidnatek®设备可以实现一个可编程功能,以控制所有的过程参数作为一个函数的时间。此外,还可以使用一个测量样品厚度的计量系统,并由软件直观地控制,使单元知道哪些区域需要更多的纤维沉积,以及在达到所需厚度后何时停止。

医用静电纺丝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轴的功能。虽然通常需要完全干燥的产品,但通过减少收集器和发射器之间的距离,通过不允许溶剂在纺丝过程中完全蒸发,第一和第二层可以物理连接起来。剩余的溶剂通常是通过真空干燥之前的样品除去在体外在活的有机体内就业。

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