Ⅱ型胶原-丝素蛋白-透明质酸复合支架的制备及力学性能检测
刘钢1
高丽兰2
史菲菲3
王世鑫4
罗来龙4
李瑞欣5
张春秋1
1.天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室,天津理工大学机械工程学院,天津市 300384;机电工程国家级实验教学示范中心(天津理工大学),天津市 3003842.天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室,天津理工大学机械工程学院,天津市 300384;机电工程国家级实验教学示范中心(天津理工大学),天津市 300384;天津市透明质酸应用研究企业重点实验室,天津市 3004573.北斗(天津)夹具装备有限公司,天津市 3003004.天津市透明质酸应用研究企业重点实验室,天津市 3004575.天津市口腔医院,天津市 300041
摘要：背景:Ⅱ型胶原、丝素蛋白和透明质酸3种天然生物可降解材料能够为细胞提供理想的微环境,已成为理想的软骨修复支架材料.目的:将Ⅱ型胶原、丝素蛋白和透明质酸3种材料制备成软骨组织工程支架,评价其理化性质及生物力学性能.方法:采用低温3D打印技术制备Ⅱ型胶原-丝素蛋白-透明质酸复合支架,检测其微观结构、孔隙率与吸水膨胀率.采用不同的应变率对该复合支架进行压缩实验,考察支架的率相关性能;在该复合支架表面施加恒定的应力水平或恒定的应变,保持3600 s,观察其蠕变应变变化及应力松弛行为.结果 与结论:①Ⅱ型胶原-丝素蛋白-透明质酸复合支架呈三维多孔结构,孔径大小一致,相通性好,孔隙率为(85.1±1.6)％,吸水膨胀率为(1071.7±131.6)％;②在不同的应变率作用下,软骨支架的压缩应力-应变曲线不重合,说明软骨支架的压缩力学性能具有率相关性;随着应变率的增加,复合支架的杨氏模量增加;③当应力水平恒定时,复合支架的蠕变应变呈现先快速增加后缓慢增加的趋势,当应力水平增加时蠕变应变也增加;④当压缩应变恒定时,支架的应力随着松弛时间先快速降低后缓慢降低,随着压缩应变的增大,不同时刻的应力都增大;⑤力学性能实验表明,制备的Ⅱ型胶原-丝素蛋白-透明质酸软骨支架力学性能特征与宿主软骨组织相似,都是非线性黏弹性材料.
关键词：软骨支架Ⅱ型胶原丝素蛋白透明质酸率相关蠕变应力松弛
分类号：R459.9(治疗学)R318.08(医用一般科学)R-331(实验医学、医学实验)
资助基金：国家重点实验室开放基金(KTRDHA-Y201905)国家自然科学基金(11972198)国家自然科学基金(12072235)
论文发表日期：2022-10-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 4519-4524 )
英文信息