摘要
皮肤是人体最大的器官,可以保护人体免受物理伤害、防止微生物入侵、维持体温、保持电解质平衡和输送营养.一旦皮肤出现严重缺陷,就会严重影响人们的健康和生活.皮肤浅表皮损伤能够通过皮肤自我更新系统修复,然而大面积的伤口修复,需要比较长时间.在皮肤伤口愈合的过程中,使用有效的伤口护理材料进行适当的伤口治疗可以加速皮肤伤口愈合.壳聚糖水凝胶因其优异的生物相容性、抗菌活性、生物降解性、低毒性和低成本从而引起了人们的广泛兴趣.目前,纯壳聚糖水凝胶的机械性能和可打印性较差,限制了其在伤口敷料、支架制造及真皮替代物等皮肤组织工程领域中的应用,因此开发具有良好机械性能和可打印性的壳聚糖基水凝胶具有重要意义. 本研究通过将壳聚糖(CS)溶解在无机溶液六水氯化铝溶液中(AlCl3·6H2O)而不是乙酸溶液中,然后将丙烯酰胺(AM)、N-N 亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和 2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯酮加入到 CS/Al3+溶液中,通过 UV 聚合制备了一种物理和化学交联混合的壳聚糖/聚丙烯酰胺双网络(CS/PAM DN)水凝胶.数据显示,AlCl3.6H2O 加入能够显著提升水凝胶的力学性能,CS/PAM DN 水凝胶在 95%下压量下最大压缩强度为 13.589MPa,表明双网络水凝胶在固化后具有良好的机械性能,此外该凝胶还具有良好的自恢复性能,能够在应变为 95%的情况下抵御极端应力(20MPa)后不破损并且自我恢复. 基于以上结果,由于 CS/PAM DN 水凝胶粘度低、可打印性能差.因此,采用流变改性剂纳米粘土改善水凝胶油墨的粘度和流变性能,挤出式 3D 打印机通过挤出沉积和丙烯酰胺光聚合制备的壳聚糖水凝胶三维网络支架.研究了CS/PAM DN 打印油墨的流变行为以及可打印性能,证明了打印的准确性和支架的稳定性,为 CS/PAM DN 水凝胶支架 3D 成形提供理论依据. 为了制备更好的皮肤修复支架,我们将纳米羟基磷灰石掺杂进入 CS/PAM DN 水凝胶用于解决支架在水溶液中溶胀过大,以及降解速度快的问题.对支架理化性能研究发现,纳米羟基磷灰石的引入可以显著的延长支架体外降解的时间,同时改善支架的生物学性能.各组支架上接种 mBMSCs 均能较好的黏附和增殖;将掺杂纳米羟基磷灰石的支架用于小鼠全层皮肤修复实验,观察到其对于皮肤修复效果良好.
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